Индекс относительной суровости и границы современной криолитозоны.

Во время еще не завершенного четвертого этапа последнего межледниковья особое место занимает оптимум голоцена (около 6 тыс. лет назад) Именно его считают палеоаналогом ближайших ожидаемых изменений климата в результате антропогенного увеличения содержания парниковых газов в атмосфере.

В это время глобальная температура выше современной на 0.8-1.0°С. Область многолетней мерзлоты значительно сократилась. Так, в европейской части России, к западу от низовьев Печоры, с поверхности она полностью протаяла, в западном секторе Западной Сибири южная граница криолитозоны проходила у Полярного круга, но восточнее 80°в.д. опускалась к 64-63°с.ш. На юге Восточной Сибири, на всем левобережье Ангары, ее практически не было, а восточнее Байкала южная граница мерзлоты не поднималась севернее 52-53°с.ш., на севере Западной Сибири сдвигалась к северу на 300-400 км, на западе Средней Сибири на 150-200 км. Менее значительны были изменения зоны многолетнемерзлых пород в Восточной Сибири и на северо-востоке Азии.

Из-за деградации с поверхности западного сегмента криолитозоны возник слой глубокозалегающих многолетнемерзлых пород, не успевших протаять в климатический оптимум голоцена. Такие породы сохранились и до сих пор на больших глубинах (сотни метров), например, в бассейне Печоры или в средней полосе Западной Сибири.

В оптимум последнего Микулинского межледниковья (палеоаналога глобального потепления на 2°С) произошло еще более радикальное сокращение криолитозоны по сравнению с предшествующим временем. В это время на территории Восточно-Европейской равнины на поверхности она практически растаяла, на севере Западной Сибири южная граница криолитозоны проходила у Полярного круга, в Средней Сибири - вблизи 63°с.ш., и только в Северном Забайкалье она могла опускаться до 55-54°с.ш. Сплошная криолитозона (с температурами мерзлых грунтов не ниже –2-3°С) могла сохраняться только вдоль северной кромки Сибири к востоку от 90-100°в.д. Таким образом, обширные районы Сибири были заняты островками мерзлоты, что должно было вести к активной деградации сплошных многолетнемерзлых толщ, сформировавшихся в конце среднего плейстоцена. Только в Восточной Сибири, к северу от 68-70°с.ш., существовали благоприятные условия для сохранения криолитосферы.

При восстановлении динамики ее различных подзон в течение интересующих нас двух теплых эпох был применен индекс относительной суровости I, представляющий собой отношение минимальной (как правило, января) и максимальной (как правило, июля) среднемесячной температуры воздуха (в °С). Этот показатель, разработанный на основе эмпирических данных одним из авторов статьи, В.П.Нечаевым, характеризует локальные климатические условия, благоприятные для образования мерзлых грунтов [6]. С его помощью можно воспроизвести современное положение границы вечной мерзлоты: для сплошной многолетней значение индекса оказалось меньше –2, а для распространения мерзлоты вообще – меньше –1.

Тот же индекс мы использовали для сопоставления положения границ зон вечной мерзлоты двух уже упомянутых теплых эпох прошлого с расчетами на модели общей циркуляции атмосферы и океана Института метеорологии Макса Планка (г. Гамбург) в середине XXI в.: с учетом влияния сульфатного аэрозоля и без его учета. Оказалось, что парниковое воздействие при развитии сценария business as usual приближает положение границ мерзлотно-климатических зон к Микулинскому межледниковью, охлаждающее действие аэрозолей - к оптимуму голоцена. Выше уже отмечалось, что это справедливо и для расчетов уровня повышения средней глобальной температуры. Таким образом подтверждаются возможности метода палеоклиматических реконструкций, и в частности палеоаналогов.

Индекс относительной суровости по расчетам климатической модели на 2040-2050 гг. и данным палеореконструкций. Вверху - полученный в эксперименте с учетом выбросов аэрозоля (цветная линия) и для климатического оптимума голоцена (6 тыс. лет назад); внизу - без учета выбросов аэрозоля (цветная линия) и для климатического оптимума Микулинского межледниковья (125 тыс. лет назад).