Соль могла сделать „Землю-снежок“ ещё холоднее

Обычная морская соль могла усилить одно из самых суровых похолоданий в истории планеты. Климатическое моделирование показало, что кристаллы соли на поверхности морского льда делали древнюю Землю более отражающей и помогали ей терять ещё больше тепла.

Предложенный механизм не объясняет, почему глобальное оледенение началось. Он мог включиться уже после распространения льда и ускорить переход к более холодному состоянию около 700 млн лет назад.

Детали

В криогенном периоде, примерно 715–635 млн лет назад, Земля пережила несколько экстремальных оледенений. Согласно гипотезе «Земли-снежка», лёд тогда распространился до тропических широт и покрыл большую часть или почти всю поверхность океана.

Один из известных механизмов такого похолодания — обратная связь между льдом и альбедо. Светлый лёд отражает больше солнечного света, чем тёмная океанская вода. Поэтому расширение ледяного покрова уменьшает нагрев поверхности и создаёт условия для образования нового льда.

Аксель Самуэльсберг (Aksel Samuelsberg) из Арктического университета Норвегии и его коллеги предложили дополнительный механизм. При замерзании морской воды соли в основном не входят в структуру льда, а концентрируются в оставшейся жидкости. При достаточно низкой температуре они кристаллизуются.

В тропических областях древней замёрзшей Земли испарение льда непосредственно в водяной пар могло превышать выпадение снега. После такой сублимации кристаллы соли оставались на поверхности и постепенно образовывали светлую корку.

Лабораторные данные показывают, что поверхность с кристаллами гидрогалита может отражать около 93% падающего света. Для сравнения, свежее снежное покрытие отражает примерно 83%, а тающий голый морской лёд — около 67%. Чем светлее становилась поверхность, тем меньше энергии она поглощала и тем сильнее охлаждалась.

Исследователи добавили эту соле-альбедную обратную связь в упрощённую одномерную модель энергетического баланса климата. Она учитывала распределение солнечного излучения по широтам, перенос тепла, излучение энергии в космос и различную отражательную способность воды, снега, льда и соляных отложений.

Модель показала два устойчивых состояния полностью замёрзшей планеты: с соляными отложениями и без них. Вариант с солью оказался заметно холоднее. При переходе от тёплого климата к глобальному оледенению система в расчётах стремилась сразу перейти в более холодное состояние с соляной коркой.

Для всей смеси солей морской воды полное выпадение кристаллов ожидается примерно при −36 °C. Однако отдельные соли начинают осаждаться уже примерно при −8 и −23 °C. Поэтому эффект мог появиться раньше, чем океанский лёд достигал предельно низких температур.

Почему это важно

Соляная корка могла не только ускорить похолодание, но и затруднить выход из него. В модели для таяния солёной «Земли-снежка» требовалось значительно больше углекислого газа, чем для варианта без соли. Парниковый газ должен был накопиться в атмосфере до уровня, способного преодолеть повышенную отражательную способность поверхности.

Это помогает объяснить, почему древние глобальные оледенения могли быть столь глубокими и устойчивыми. Ранее соле-альбедную обратную связь не включали в климатические модели «Земли-снежка», хотя образование ярких соляных отложений на очень холодном морском льду наблюдали в лаборатории и природе.

Однако результат пока основан на упрощённой модели. Она не учитывает движение морского льда, которое могло приносить в тропики лёд из снега и разбавлять солёные слои. Облака, пыль и ветер также способны закрывать или переносить кристаллы, ослабляя эффект.

Авторы подчёркивают, что соль не обязательно запустила глобальное замерзание. Чтобы оценить её реальный вклад, механизм нужно проверить в более сложных климатических моделях с динамикой льда, атмосферной циркуляцией и облаками.

Источник

Aksel Samuelsberg, Per Kristen Jakobsen и Martin Rypdal, «Amplified cooling of Snowball Earth from a salt-albedo feedback», Climate of the Past, 2026. DOI: 10.5194/cp-22-1499-2026. Статья опубликована по лицензии CC BY 4.0.

Исходный материал опубликован на Phys.org. Изображение: Song et al., Nature Communications, 2023, CC BY 4.0.