Представление о будущей тепличной Земле, если парниковые газы не будут контролироваться

На протяжении всей истории нашей планеты Земля колебалась между тепличным и ледяным климатом.

Сегодня наш дом, как предполагается, находится в периоде глобального похолодания, но выбросы парниковых газов человеком обращают вспять эту естественную тенденцию быстрыми и беспрецедентными темпами.

В один из последних случаев, когда Земля так быстро и резко переходила из ледяной теплицы в тепличную, около 304 миллионов лет назад, наша планета пережила серьезные потрясения.

Во время Касимовско-Гжельского рубежа (КГБ) уровень углерода в атмосфере удвоился примерно за 300 000 лет, примерно с 350 частей на миллион до 700 частей на миллион. Теперь, согласно новым исследованиям, около 23 процентов морского дна в этот период было лишено кислорода.

Выводы основаны на новом анализе микроэлементов в плите древнего черного сланца в Южном Китае. Изотопы углерода и урана в этой породе указывают на то, что помимо глобального потепления, повышения уровня моря и таяния ледников, мы также должны беспокоиться об аноксии океана. 

Аноксия определяется как недостаток кислорода. Она может возникнуть в результате изменения климата, поскольку, когда тают ледяные шапки и добавляют пресную воду на поверхность океана, это препятствует растворению атмосферного кислорода и его циркуляции в море.

В экстремальных аноксических условиях жизнь в океане борется за выживание. Даже районы с низким содержанием кислорода, называемые гипоксией, известны как "мертвые зоны".

Новые результаты подтверждаются предыдущими исследованиями древних донных пород в Южном Китае, которые выявили значительные потери биоразнообразия в море во время КГБ рубежа.

При моделировании этих древних климатических изменений авторы нынешнего исследования осознали важность временного фактора.

"Если в тепличном мире повысить уровень CO2 на ту же величину, то особого эффекта не будет, но ледяные дома, похоже, гораздо более чувствительны к изменениям и морской аноксии", - объясняет геохимик осадочных пород Изабель Монтаньес из Калифорнийского университета в Дэвисе.

Другими словами, если бы человеческие выбросы быстро увеличились во время естественного периода глобального потепления, а не глобального похолодания, аноксия океана не представляла бы такой большой угрозы.

Возможно, причина кроется в том, что парниковые газы в тепличном мире уже находятся на высоком уровне, поэтому выбросы не так сильно влияют на таяние ледяных щитов и вечной мерзлоты.

Но в период глобального похолодания становится больше ледяных щитов и ледников, задерживающих пресную воду, готовую проникнуть на поверхность океана и препятствовать растворению кислорода.

Исследователи подозревают, что массовый выброс углерода, вызвавший изменение климата между 290 и 340 миллионами лет назад, вероятно, был стимулирован извержениями вулканов.

Обширные лесные пожары, как и таяние вечной мерзлоты, добавили бы еще больше углерода в атмосферу.

Однако это всего лишь идеи. Исследователи не смогли проследить точную причину выбросов углерода во время КГБ, но их результаты показывают явный всплеск выбросов парниковых газов, за которым последовало значительное повышение уровня моря и аноксия.

"Массивный выброс углерода с резким потеплением неоднократно происходил во время парниковых состояний, и эти события привели к эпизодам дезоксигенации океана и вымиранию", - пишут авторы.

"Записи этих палеособытий в сочетании с биогеохимическим моделированием дают четкие доказательства того, что при продолжающемся потеплении современные океаны будут испытывать значительное обескислороживание".

Исследование было опубликовано в журнале PNAS.