Большое Солёное озеро в американском штате Юта когда-то было совершенно другим. Сегодня его вода местами в десять раз солонее морской, за что водоём прозвали американским «Мёртвым морем». Однако новое исследование показало, что в прошлом озеро дважды увеличивалось примерно в десять раз и становилось почти или полностью пресным. Причём одна из этих трансформаций произошла сравнительно недавно по геологическим меркам — всего несколько десятков тысяч лет назад.
Большое Солёное озеро считается крупнейшим солёным озером Западного полушария. Сейчас его площадь составляет около 4144 квадратных километров, но на протяжении последних 240 тысяч лет размеры и химический состав водоёма неоднократно менялись.
Чтобы восстановить эту историю, американские исследователи изучили образец донных отложений длиной 120 метров. За тысячи лет на дне озера накапливались последовательные слои осадков, каждый из которых сохранил информацию об условиях, существовавших в определённый период.
Возраст отдельных слоёв учёные определяли по радиоактивному распаду содержащихся в них минералов. А чтобы выяснить, насколько солёной была вода, исследовали мельчайшие химические следы, оставленные микроорганизмами.
Дело в том, что количество и состав микробных сообществ зависят от концентрации соли. Когда солёность воды меняется, одни организмы становятся более распространёнными, а другие исчезают. Благодаря этому по химическим следам в древних отложениях можно восстановить приблизительные условия, существовавшие в озере тысячи лет назад.
Анализ выявил два периода, когда вода была значительно менее солёной, а площадь водоёма резко увеличивалась. Эти события соответствуют существованию двух древних озёр, известных учёным по предыдущим исследованиям.
Первое называлось Литл-Вэлли и существовало приблизительно 140–135 тысяч лет назад. Второе, озеро Бонневилл, занимало эту территорию примерно 30–16 тысяч лет назад.
Оба водоёма были значительно больше современного Большого Солёного озера. На окружающих горах до сих пор сохранились характерные горизонтальные уступы, напоминающие гигантские ступени. Они обозначают уровни, до которых когда-то поднималась вода.
По этим следам исследователи установили, что глубина древних озёр достигала приблизительно 300 метров.
Разницу между современным и древними водоёмами учёные сравнивают с разницей между небольшой лужей и прудом.
«Если представить это в масштабе современного Большого Солёного озера, примерно так всё и выглядело», — объясняет исследовательница Рэйчел Со из Университета Южной Калифорнии.
По её словам, большую часть последних 240 тысяч лет озеро сохраняло приблизительно одинаковые размеры, однако дважды на относительно короткое время увеличивалось примерно в десять раз.
Новое исследование позволило выяснить не только размеры древних водоёмов, но и различия между ними.
Оказалось, что более древнее озеро Литл-Вэлли, вероятно, оставалось слегка солоноватым. А вот озеро Бонневилл, существовавшее позднее, было по-настоящему пресноводным.
Это особенно примечательно, учитывая, насколько высокой концентрации соль достигает в современном Большом Солёном озере.
Учёные предполагают, что более продолжительное существование Бонневилла и его низкая солёность могли быть связаны с большим количеством речной воды, поступавшей в озеро.
Однако периоды расширения не продолжались бесконечно. Когда климат менялся, огромные водоёмы начинали сокращаться, а концентрация соли снова возрастала.
Причём переход от пресной или слабосолёной воды к солёной происходил довольно быстро. Хотя речь идёт о тысячелетиях, по геологическим меркам такие изменения считаются резкими.
«Благодаря тому, что образец охватывает два с половиной ледниковых цикла, мы можем наблюдать два перехода от пресной воды к солёной», — рассказывает исследовательница Сара Фикинс из Университета Южной Калифорнии.
По её словам, это позволяет сравнить оба периода существования крупных озёр, оценить их продолжительность и степень пресности воды, а также понять, насколько хрупкими и кратковременными были подобные условия.
Особый интерес представляет связь между сокращением древних озёр и изменениями климата.
Оба крупных водоёма существовали в периоды, связанные с ледниковыми эпохами, а их последующее уменьшение происходило на фоне потепления. Исследователи проводят параллели между этими событиями и современными климатическими изменениями.
«Сегодня мы нагреваем климат с беспрецедентной скоростью», — отмечает Фикинс.
Она объясняет, что при повышении температуры атмосфера становится более «жадной» до влаги. Это усиливает испарение воды из почвы и озёр по всему региону, способствуя их высыханию.
Для Большого Солёного озера такая зависимость особенно важна. Вода покидает его главным образом за счёт испарения, поэтому водоём чрезвычайно чувствителен к изменениям температуры и количества осадков.
При этом аналогичные колебания происходили не только на территории Юты. Исследователи сопоставили полученные данные с историей древних озёр в Неваде, Калифорнии и Аризоне.
Оказалось, что там наблюдалась похожая последовательность: периоды повышенной влажности сменялись засушливыми условиями. Это указывает на то, что климатические изменения затрагивали обширную территорию, а не отдельный водоём.
Совпадение этих процессов дополнительно подтверждает выводы, сделанные на основе донных отложений Большого Солёного озера.
Однако исследователи предупреждают, что между древними климатическими изменениями и нынешним сокращением озёр существует принципиально важное различие.
За последние 240 тысяч лет изменились не только природные условия, но и масштабы человеческого воздействия на планету. Сегодня потребности человечества оказывают дополнительное влияние на окружающую среду, которое нельзя игнорировать при объяснении происходящих изменений.
«Люди не должны использовать аргумент, что климат менялся естественным образом в прошлом и поэтому озеро сокращалось, чтобы оправдывать современное уменьшение озёр как нормальное или естественное явление», — подчёркивает Рэйчел Со.
Исследование, опубликованное в журнале Paleoceanography and Paleoclimatology, показывает, насколько сильно может измениться даже огромный водоём под воздействием климатических процессов.
За последние 240 тысяч лет Большое Солёное озеро дважды превращалось в гигантский, гораздо менее солёный водоём, а затем возвращалось к сравнительно небольшим размерам и высокой солёности. Эта история помогает понять, насколько чувствительны озёра засушливых регионов к изменениям климата и почему их нынешнее состояние требует особого внимания.
