Если вам было трудно произнести название исландского вулкана Эйяфьятлайокудль, приготовьтесь к новому испытанию. На Чукотке есть озеро Эльгыгытгын, и многие учёные называют его просто «Э».

Этот водоём глубиной свыше 150 м образовался 3,6 млн лет назад на месте ударного кратера. С тех пор озеро покорно собирает осадок, который несут в него окрестные речушки. Ледники миновали это место, не потревожив накопленные отложения.

Озеро, не слишком богатое питательными веществами, бóльшую часть года покрыто льдом; вода в нём чиста и насыщена кислородом. Но условия меняются вместе с климатом, и Эльгыгытгын стал кладезем информации для любителей палеоклиматических исследований. Над уровнем моря столь длительную климатическую летопись отыскать очень трудно. Керны льда из Гренландии позволяют заглянуть в прошлое лишь на 125 тыс. лет, а самый длинный антарктический керн охватывает всего 800 тыс. лет.

Международная группа исследователей, приложив титанические усилия, смогла добыть керны со дна озера Эльгыгытгын, в том числе 517-метровый образец, который достал до самого кратера. Впервые учёные получили в своё распоряжение данные о 2,8 млн лет истории сибирской Арктики.

О результатах предварительного анализа специалисты сообщали два года назад на одной из конференций, и вот пришло время публикации в журнале Science.

Множество методов было использовано для изучения кернов. Например, изменение магнитных свойств помогает определить возраст слоёв (благодаря частым колебаниям магнитного поля Земли) и выяснить уровень кислорода в воде. Когда озеро остаётся стратифицированным в течение всего года, не смешиваясь весной и осенью, или когда органическому материалу ничто не мешает находиться на дне и разлагаться, кислород на большой глубине истощается и магнетит (оксид железа) растворяется. Другой способ измерить оксигенацию предоставляет отношение марганца к железу.

Исследователи также измерили концентрации органического углерода, которые «отслеживают» сохранение и распад органического вещества, а отношение количеств кремния и титана показывает производительность фотосинтеза диатомовых водорослей. Кроме того, была изолирована пыльца, свидетельствующая об изменениях экосистем вокруг озера.

Специалисты выделили в осадке три фации. Первая включает тонкие серые и чёрные слои пород, которые были сданы на хранение в холодный период, когда лёд покрывал озеро круглый год. Без смешивания, вызываемого ветром, придонные воды теряли кислород. Серый осадок свидетельствует о наличии восстановленного железа, а чёрный указывает на накопление органического материала, не успевавшего полностью разложиться.

Вторая фация содержит коричневатый осадок. Он менее чётко отделён от других слоёв, но является наиболее распространённым. Такой осадок соответствует условиям, похожим на современные: летом лёд тает, открывая дорогу фотосинтезу и оксигенации.

Третья фация обладает ржаво-красным цветом за счёт большого количества окисленного железа, что, по-видимому, связано с особенно тёплыми эпизодами межледниковых периодов. Фотосинтетическая активность в такие моменты была наиболее высокой.

Эти периоды датируются по изотопному составу донных отложений океанов и называются Marine Isotope Stages (MIS). Этап MIS 5e (около 130 тыс. лет назад) пришёлся на пик летнего солнечного излучения в Арктике. Уровень моря оказался на несколько метров выше, чем сегодня. Период MIS 11c (чуть более 400 тыс. лет назад) был необычайно длинным, хотя и не таким тёплым.

Как ни странно, во время MIS 11c в районе Эльгыгытгына было значительно теплее, чем в эпоху MIS 5e. И это несмотря на менее интенсивное летнее солнечное излучение и аналогичную концентрацию парниковых газов. Вероятно, сыграли роль какие-то другие факторы.

Арктика — один из самых чувствительных к изменениям климата районов Земли (в связи с потерей снега и льда, например), и происходящее там влияет на остальную часть планеты. Объяснение высоких температур в течение MIS 11c принесло бы нам немалую пользу.

Подготовлено по материалам Ars Technica.