Астрономы выяснили, что ледники полностью покрывали Землю несколько раз за последний миллиард лет из-за того, что на относительно продолжительное время резко уменьшалось количество света, поступающего на Землю. Результаты их исследования опубликовал научный журнал Royal Society Proceedings A.

"Наши расчеты показывают, что если яркость света Солнца уменьшиться всего на 2% на протяжении примерно 10 тыс. лет, то этого хватит для того, чтобы поменять климат планеты таким образом, что вся ее поверхность покроется льдом. Вполне разумно предположить, что причиной подобных эпизодов в истории Земли могли быть похожие события", – рассказал один из авторов работы, планетолог из Массачусетского технологического института (MIT) Константин Арншайдт.

За последние 3 млрд лет Земля пережила несколько десятков столкновений с достаточно крупными малыми небесными телами. Геологи и планетологи активно изучают их последствия – гигантские кратеры и массовые вымирания животных и растений.

Вдобавок недавно ученые нашли несколько свидетельств того, что как минимум одно из массовых вымираний животных, которое произошло в конце ордовикского периода, могло произойти не из-за падения крупного метеорита, а из-за столкновения двух относительно больших астероидов в окрестностях Марса. Из-за этого события внутренние регионы Солнечной системы заполнило большое количество пыли. В результате до Земли стало доходить гораздо меньше тепла и света от Солнца и климат нашей планеты резко похолодал.

Арншайдт и его коллега Дэниел Ротмэн, профессор MIT, попытались выяснить, насколько сильным должно потускнеть светило для того, чтобы превратить Землю в ледяную планету. Подобные события уже случались в истории Земли примерно 700 и 650 млн лет назад, когда ледники покрывали практически всю планету, а на ее экваторе формировались осадочные породы, типичные для современных приполярных регионов.

Средние температуры на поверхности любой планеты, в том числе и Земли, зависят от того, как много тепла и энергии она получает от звезды и вырабатывает самостоятельно, а также от того, как быстро она излучает тепло назад в космос. Оба этих параметра зависят от многих природных факторов, в том числе от доли парниковых газов в атмосфере и циклов активности звезды.

Ученые достаточно давно заметили, что скорость изменения этих параметров сильно влияет на то, как меняется климат Земли под действием сдвигов в количестве получаемого или вырабатываемого ей тепла, а также на то, как много его улетучивается в космос. Как правило, чем быстрее происходят подобные изменения, тем сильнее меняется климат.

Руководствуясь подобными соображениями, Ротмэн и Арншайдт просчитали, как резкое уменьшение количества тепла от Солнца будет влиять на климат Земли. Для этого они разработали простую математическую модель, с помощью которой можно просчитывать последствия быстрых и медленных сдвигов в уровне солнечного излучения, а также других факторов, влияющих на количество тепла, попадающего на планету и покидающего ее.

Эти расчеты неожиданно показали, что если скорость таких изменений достаточно высока, даже незаметное снижение в количестве солнечной энергии, достигающей Земли, вызовет радикальное похолодание ее климата и приведет к превращению планеты в своеобразный "ледяной шар". В частности, для этого достаточно уменьшить количество поступающего тепла всего на 0,3% на протяжении примерно 40 тыс. лет, или на 2% на 10 тысяч лет.

Подобные сдвиги в количестве поступающего тепла, как отмечают планетологи, столь невелики по своим масштабам, что их могли вызывать не только столкновения астероидов во внутренней Солнечной системе, но и различные природные процессы на самой планете. В частности, подобную роль могли играть аэрозоли и особо плотные облака, которые возникают в результате выбросов вулканов. Их источником могла быть даже жизнедеятельность первых водорослей.

Пока ученые не могут сказать, какой из этих сценариев ближе к истине, так как скорость связанных с ними изменений в уровне солнечной освещенности поверхности Земли пока не удается вычислить. Дальнейшие работы и анализ того, как быстро наступали прошлые глобальные оледенения, как надеются Ротмэн и Арншайдт, дадут точный ответ на этот вопрос и помогут понять, почему ледники впоследствии отступали.

https://nauka.tass.ru/nauka/9078557