Nowe badanie, które rekonstruuje historię poziomu morza w Cieśninie Beringa, pokazuje, że Most Lądowy Beringa łączący Azję z Ameryką Północną pojawił się dopiero około 35 700 lat temu, mniej niż 10 000 lat przed szczytem ostatniej epoki lodowcowej (znanej jako maksimum ostatniego zlodowacenia).
Nowe odkrycia, opublikowane 26 grudnia w Proceedings of the National Academy of Sciences, wskazują, że wzrost pokryw lodowych – i wynikający z niego spadek poziomu mórz – nastąpił zaskakująco szybko i znacznie później w cyklu lodowcowym niż poprzednie. sugerowały badania.
„Oznacza to, że ponad 50 procent globalnej objętości lodu w okresie maksimum ostatniego zlodowacenia urosło po 46 000 lat temu” – powiedziała Tamara Pico, adiunkt nauk o Ziemi i planetach w UC Santa Cruz oraz autorka artykułu. „Jest to ważne dla zrozumienia sprzężeń zwrotnych między klimatem a pokrywami lodowymi, ponieważ sugeruje, że nastąpiło znaczne opóźnienie w rozwoju pokryw lodowych po spadku globalnych temperatur”.
Globalny poziom mórz spada podczas epok lodowcowych, ponieważ coraz więcej wody na Ziemi zostaje uwięzione w ogromnych pokrywach lodowych, ale trudno jest określić czas tych procesów. Podczas maksimum ostatniego zlodowacenia, które trwało od około 26 500 do 19 000 lat temu, pokrywy lodowe pokrywały duże obszary Ameryki Północnej. Dramatycznie niższy poziom mórz odsłonił rozległy obszar lądowy znany jako Beringia, który rozciągał się od Syberii po Alaskę i utrzymywał stada koni, mamutów i innej fauny plejstoceńskiej. Gdy pokrywy lodowe topniały, Cieśnina Beringa została ponownie zalana około 13 000 do 11 000 lat temu.
Nowe odkrycia są interesujące w odniesieniu do migracji ludzi, ponieważ skracają czas między otwarciem mostu lądowego a przybyciem ludzi do obu Ameryk. Czas migracji ludzi do Ameryki Północnej pozostaje nierozwiązany, ale niektóre badania sugerują, że ludzie mogli mieszkać w Beringii przez cały okres epoki lodowcowej.
„Ludzie mogli zacząć przechodzić na drugą stronę, gdy tylko utworzył się most lądowy” – powiedział Pico.
W nowym badaniu wykorzystano analizę izotopów azotu w osadach dna morskiego, aby określić, kiedy Cieśnina Beringa została zalana w ciągu ostatnich 46 000 lat, umożliwiając przepływ wody z Oceanu Spokojnego do Oceanu Arktycznego. Pierwszy autor Jesse Farmer z Princeton University prowadził analizę izotopową, mierząc stosunki izotopów azotu w pozostałościach planktonu morskiego zachowanych w rdzeniach osadów zebranych z dna morskiego w trzech miejscach na zachodnim Oceanie Arktycznym. Ze względu na różnice w składzie azotu wód Pacyfiku i Arktyki, Farmer był w stanie zidentyfikować sygnaturę izotopu azotu wskazującą, kiedy wody z Pacyfiku wpłynęły do Arktyki.
Pico, który specjalizuje się w modelowaniu poziomu morza, porównał następnie wyniki Farmera z modelami poziomu morza opartymi na różnych scenariuszach wzrostu pokryw lodowych.
“Ekscytujące jest dla mnie to, że zapewnia to całkowicie niezależne ograniczenie globalnego poziomu morza w tym okresie” – powiedział Pico. „Niektóre z zaproponowanych historii pokrywy lodowej różnią się znacznie i byliśmy w stanie przyjrzeć się przewidywanemu poziomowi morza w Cieśninie Beringa i zobaczyć, które z nich są zgodne z danymi dotyczącymi azotu”.
Wyniki potwierdzają ostatnie badania wskazujące, że globalne poziomy mórz były znacznie wyższe przed maksimum ostatniego zlodowacenia, niż sugerowały poprzednie szacunki, powiedziała. Średni globalny poziom mórz podczas maksimum ostatniego zlodowacenia był o około 130 metrów (425 stóp) niższy niż obecnie. Rzeczywisty poziom morza w określonym miejscu, takim jak Cieśnina Beringa, zależy jednak od takich czynników, jak deformacja skorupy ziemskiej pod wpływem ciężaru pokryw lodowych.
„To jak uderzanie pięścią w ciasto chlebowe – skorupa tonie pod lodem i unosi się wokół krawędzi” – powiedział Pico. „Ponadto pokrywy lodowe są tak masywne, że wywierają wpływ grawitacyjny na wodę. Modeluję te procesy, aby zobaczyć, jak zmieniałby się poziom mórz na całym świecie, aw tym przypadku spojrzeć na Cieśninę Beringa”.
Odkrycia sugerują skomplikowany związek między klimatem a globalną objętością lodu i sugerują nowe możliwości badania mechanizmów leżących u podstaw cykli lodowcowych.
Oprócz Pico i Farmera współautorami są Ona Underwood i Daniel Sigman z Princeton University; Rebecca Cleveland-Stout z Uniwersytetu Waszyngtońskiego; Julie Granger z University of Connecticut; Thomas Cronin z US Geological Survey; oraz François Fripiat, Alfredo Martinez-Garcia i Gerald Haug z Instytutu Chemii Maxa Plancka w Niemczech. Prace te były wspierane przez Narodową Fundację Nauki.