Посухи можуть мати драматичні наслідки в Австралії – знищувати сільське господарство, загрожувати водним ресурсам і руйнувати довкілля. Велика частина Австралії схильна до посухи, і очікується, що ризик зросте, оскільки глобальне потепління продовжується. Ось чому для Австралії важливо бути готовою до посух, особливо тих, що тривають багато років.

Щоб мати певне уявлення про те, наскільки погано все може піти, ми повинні зазирнути далеко в минуле, щоб побачити, що було раніше.

Ми перевірили комп’ютерне моделювання клімату Землі за останні 1150 років. Викликає занепокоєння те, що ми виявили, що за достатньо часу природна мінливість австралійських опадів може призвести до «мега-посух», які триватимуть 20 років і більше. Якщо додати до кліматичних змін, спричинених діями людини, це означає, що майбутні посухи будуть набагато гіршими, ніж ми собі уявляли.

Рекордів кількості опадів недостатньо

Щоб зрозуміти повну картину майбутніх посух, нам потрібні історичні дані про кількість опадів. Але в Австралії ці записи сягають приблизно 1900 року. Це не повністю фіксує величезний діапазон природної мінливості опадів протягом багатьох сотень років.

Певною мірою ми можемо отримати ці довгі записи з особливостей навколишнього середовища, таких як дерева, які записують інформацію про зміни кількості опадів у своїх річних кільцях росту. На жаль, ці природні «архіви» зазвичай сягають лише кількох сотень років. І вони зберігають лише інформацію про те, що сталося в їхній місцевості, а не по всій Австралії.

Вченим потрібні альтернативні способи озирнутися в минуле – і це те, що наше нове дослідження має на меті зробити. Ми використали комп’ютерні моделі клімату Землі з 850 по 2000 роки (загалом 1150 років), щоб заповнити картину. Моделі моделюють взаємодію атмосфери, океанів, льоду та суші, і таким чином дають картину того, як клімат змінювався з часом.

Оскільки жодна кліматична модель не є ідеальною, ми використали «ансамбль» з 11 різних кліматичних моделей, щоб дослідити діапазон посух, які зазнала Австралія.

Спочатку ми розглянули характеристики посух в Австралії через природні коливання кількості опадів. Потім ми порівняли змодельовані посухи протягом 20 століття з посухами доіндустріального періоду (до 1850 року). Це дозволить нам перевірити, чи зміни клімату, спричинені людиною, протягом останнього століття спричинили помітні зміни в австралійських посухах.

Особливу увагу ми приділили басейну Мюррей-Дарлінг на південному сході Австралії. Він містить найбільшу річкову систему Австралії та є нашим найбільшим сільськогосподарським регіоном, тому важливо знати, наскільки сильними можуть бути посухи.

Наші результати

Ми виявили, що протягом 20 століття симульовані посухи в південно-західній і східній Австралії, включаючи басейн Мюррей-Дарлінг, були в середньому довшими порівняно з доіндустріальними часами.

Ця зміна узгоджується з тенденціями кількості опадів, які очікуються в цих регіонах у майбутньому через зміну клімату, спричинену діяльністю людини. Це свідчить про те, що новий вплив людини на наш клімат уже зробив південні частини Австралії більш схильними до посухи.

Інші характеристики змодельованих австралійських посух, такі як їх інтенсивність або повторюваність, не показали помітних відмінностей у минулому столітті порівняно з доіндустріальними часами. Іншими словами, кліматичні зміни, викликані діяльністю людини, ймовірно, ще не спричинили посушливість австралійських посух або зміни частоти посух. Але цей вплив все ще може виникнути в міру погіршення кліматичних змін.

Руйнівні наслідки останньої великої посухи в Австралії з 2017 по 2019 рік, відомої як «потрухова посуха», є яскравим нагадуванням про те, чого ми можемо очікувати в майбутньому. Посуха, ймовірно, посилилася кліматичними змінами, спричиненими діями людини, і передувала катастрофічним Чорним літнім пожежам.

Наскільки поганими можуть бути посухи в Австралії?

Одним із найбільш тривожних висновків нашого дослідження є те, що навіть без наслідків зміни клімату природна мінливість може спричинити «мега-посухи» в Австралії, які триватимуть 20 років і більше. Це набагато довше, ніж будь-яка посуха, яка була в Австралії з моменту початку інструментальних записів.

Наші висновки показують, що на австралійському континенті можливі мегапосухи. Це містити басейн Мюррей-Дарлінг, де типові посухи минулого століття тривали чотири-п’ять років. На графіку нижче показано найгірші з них від початку реєстрації прямих опадів. 20-річна посуха зробила б ці екстремальні явища короткочасними.

В Австралії можливі мегапосухи

Це нове дослідження показує, що мегапосухи в Австралії можливі – навіть без впливу зміни клімату. Вони є природною частиною довгострокової мінливості опадів в Австралії. Цей висновок підтверджується доказами, отриманими з кернів льоду, які свідчать про 39-річну посуху, яка охопила східну Австралію приблизно 800 років тому. Це викликає занепокоєння, оскільки зміна клімату також збільшує ймовірність зменшення кількості опадів на більшій частині південної Австралії.

Важко уявити посуху, яка триватиме кілька десятиліть. Але наше дослідження показує, що це може статися, і майбутні посухи в Австралії будуть гіршими, ніж будь-які з нашого недавнього історичного досвіду. Наша робота підкреслює необхідність розглядати немислиме, коли йдеться про підготовку до майбутніх посух. Це має наслідки для промисловості, урядів і громад, оскільки вони адаптуються до теплішого майбутнього.

Як Земля та інші планети Сонячної системи сформувались і еволюціонували протягом еонів, є актуальним питанням для таких учених-планетологів, як я. Один із найкращих способів дізнатися це, дивлячись на каміння з космосу. Дістати каміння – складна частина. Відправка космічного корабля на астероїди чи інші планети для збору зразків і доставки їх додому можлива, але надзвичайно складна і дорога.

Іншим варіантом є вивчення космічних каменів, які падають на Землю: метеоритів. Однак вони відносно рідкісні, і подорож крізь атмосферу нашої планети з наступним високошвидкісним зіткненням із землею часто означає, що вони не в дуже хорошому стані до того моменту, як ми їх побачимо.

Проте метеорити залишають захоплюючі сліди. У новому дослідженні ми з колегами проаналізували шматки скла, знайдені навколо місця падіння метеорита віком 5000 років у Північній території, і виявили, що вони містять напрочуд велику кількість металу з самого метеорита, що доводить, що кратери на цьому місці були утворений космічним порушником і дає підказки про склад зловмисника.

Натуральні скла

Ми всі знайомі зі склом, створеним людиною, у віконних склах і кухонному посуді. Але скло зустрічається і в природі. Здебільшого це обсидіан, відоме з давніх часів скло, яке виробляють на вулканах.

Набагато менша кількість натурального скла утворюється від ударів блискавки та астероїдів. Коли ми знаходимо скло в природі, може знадобитися ретельна судово-медична робота, щоб точно визначити, що його створило. Проте судово-медичний аналіз може виявити напрочуд багато інформації про походження скла.

У дослідженні, опублікованому в Geochimica et Cosmochimica Acta, ми проаналізували скло з місця в Північному Заході під назвою кратерне поле Генбері. Уламки метеорита були знайдені на місці, де є принаймні 13 ударних кратерів, утворених у результаті події близько 5000 років тому. Кратерне поле також називається Tatyeye Kepmwere, і повідомлення про нього містяться в усних переказах аборигенів.

Метеорити, витягнуті на родовищі Генбері, належать до типу IIIAB irons. Вони є залишками металевого ядра стародавнього зруйнованого світу і врешті-решт були доставлені на Землю. По суті, це шматки металу, які складаються переважно із заліза, нікелю та кобальту.

Ф’южн хеві-метал–класичний рок

Коли космічний камінь врізався в Хенбері, тепло від удару розплавило метеорит разом із каменем із землі. Частина цього розплавленого матеріалу утворювала розплавлені краплі, які викидалися з кратерів і охолоджувалися, утворюючи шматки розміром з великий палець, які дуже схожі на вулканічне скло.

Щоб дізнатися більше про це «кущове скло», ми взяли зразки до лабораторії та пробили в них отвори за допомогою лазера, нагріваючи скло в гарячу плазму, яку ми могли досліджувати за допомогою мас-спектрометра, який може визначити, які елементи присутні.

Це показало, що скло містить елементи з місцевого пісковику, а також високий рівень заліза, нікелю та кобальту – набагато більше, ніж ми знайшли в відкритих породах у кратерах. Ці результати свідчать про те, що скло складається приблизно з 10 відсотків розплавленого метеорита.

10-відсотковий внесок метеорита може здатися невеликим, але це відносно величезна сума. Для порівняння, розплавлені породи Чіксулуба, гігантського удару астероїда в Мексиці, який, як вважається, вбив динозаврів, зазвичай становлять менше 0,1 відсотка метеорита.

Скло Henbury також містило підвищений вміст хрому, іридію та інших елементів платинової групи. Усе це надзвичайно рідко зустрічається в більшості гірських порід на поверхні Землі. Їх велика кількість у склі Хенбері є ще однією ознакою космічного походження.

Метеоритне скло по всьому світу

Про такі високі рівні залишків метеоритів у склі не повідомлялося в інших австралійських кратерах. Подібне скло було описано на двох інших місцях, обидва молодші та менші за найбільший кратер Генбері (145 метрів у поперечнику). Один — 45-метровий кратер Каміль у Єгипті, а інший — 110-метровий кратер Вабар у Саудівській Аравії. На Землі задокументовано близько 200 структур зіткнення метеоритів, 32 з яких знаходяться в Австралії.

Ми вважаємо, що багате метеоритами скло, яке ми знайшли в Генбері, утворюється в усіх кратерах, незалежно від розміру. Проте, ймовірно, це дуже малий об’єм розплаву, утвореного у великих кратерах, і найкраще зберігається в молодих кратерах, які не зазнали ерозії.

Наша головна мотивація для пошуку залишків метеорита в природному склі полягає в тому, що це надає реальні докази зіткнення з небесним об’єктом. На поверхні Землі зустрічається багато кругових, схожих на кратери, але мало хто має справді космічне походження. Виявлення метеоритних залишків у склі є однозначним методом підтвердження того, що підозріле місце виникло внаслідок удару астероїда.

Більш загадкові окуляри

Існує багато повідомлень про загадкові природні скла в таких місцях, як Аргентина, Австралія та інших місцях, походження яких неоднозначне. У багатьох випадках в околицях невідомо кратерів, як, наприклад, скло Лівійської пустелі. Визначення того, чи вони мають походження зіткнення, вимагає ретельної детективної роботи з пошуку контрольних ознак.

Зараз NASA планує витратити близько 11 мільярдів доларів США, щоб доставити кілька сотень грамів зразків гірських порід з Марса, зібраних марсоходом Perseverance. Місії на Ітокаву, Рюгу та Бенну повернули зразки астероїдів, і потік нових місій на Місяць, сподіваюся, повернуть свіжі зразки нашого планетарного сусіда. Тим часом є багато цікавих окулярів, які заслуговують на повторний пошук підказок космічної спадщини.