Новий льодовиковий період почнеться вчасно: надпотужний "термостат" допоможе Землі подолати кризу

Підвищення рівня вуглекислого газу в атмосфері може спровокувати низку геологічних і біологічних процесів, які можуть забезпечити настання наступного льодовикового періоду вчасно. Раніше вважалося, що він настане з відстрочкою на десятки тисяч років, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Новий кліматичний "термостат"

Вважалося, що Земля може відреагувати на величезні обсяги вуглекислого газу (CO2), що викидаються людиною в атмосферу, надмірно коригуючи дисбаланс. Команда виявила, що це пов'язано з новим "термостатом", який настільки ефективно закопує гори вуглецю під морським дном, що може повністю зупинити антропогенні викиди вуглецю протягом 100 000 років.

Зазначимо, що це в кілька разів швидше, ніж раніше припускали вчені з раніше описаним "ледачим термостатом", що блокує вуглець у масштабах часу від 500 000 до 1 мільйона років. За словами співавтора дослідження, професора геології Каліфорнійського університету в Риверсайді Енді Риджвелла, у разі спільної роботи цих двох термостатів можливо, що наступний льодовиковий період почнеться вчасно, а не буде відкладений через наслідки зміни клімату.

Автори попереджають, що новий описаний термостат зовсім не захистить людство від наслідків глобального потепління. За словами іншого співавтора дослідження, математика і фахівця з біогеохімічного моделювання з Бременського університету в Німеччині Домініка Хюльзе, простими словами, люди не захищені від глобального потепління в найближчі 100 або навіть 1000 років.

Земля регулює свій клімат

Дослідники давно підозрювали, що наша планета регулює свій клімат у геологічних масштабах часу. З 1980-х років дослідники висували теорії про механізм, відомий як зворотний зв'язок силікатного вивітрювання, що виникає, коли дощ захоплює CO2 з повітря і розпорошує його на силікатні породи. Зазначимо, що силікатні породи — породи з мінералами, що складаються з кисню і кремнію, які становлять близько 90% земної кори.

Вуглекислий газ реагує з цими породами, розчиняючи їх і утворюючи молекули, які просочуються в землю і в кінцевому підсумку потрапляють в океан. Потрапивши туди породи утворюють вапняк і крейду — простими словами, вуглекислий газ виявляється замкненим на мільйони років.

За словами вчених, зворотний зв'язок силікатного вивітрювання подібний до "термостата", бо що більше CO2 в атмосфері, то теплішою стає Земля, а відтак інтенсивнішим є колообіг води. У міру збільшення кількості опадів вивітрювання силікатів прискорюється — тобто більше вуглекислого газу переноситься в океан, а атмосферний CO2 опускається до фонового рівня.

Простими словами, зворотний зв'язок працює та у зворотному напрямку. За словами професора Риджвелла, якщо на Землі стає надто холодно і рівень вуглекислого газу надто низький, термостат споживає надто мало CO2 порівняно з фоновим постійним викидом вуглекислого газу з мантії, вулканів та інших магматичних утворень. Таким чином менше CO2 потрапляє в океан, і його рівень в атмосфері повільно повертається до середнього рівня.

Утім, зворотний зв'язок силікатного вивітрювання діє повільно. Вчені вважають, що після збурення може знадобитися до 1 мільйона років, щоб баланс CO2 відновився. У результаті існують кліматичні події, які цей зв'язок не може пояснити, зокрема:

• льодовикові цикли;
• міжльодовикові цикли;
• явище Землі-сніжка.

У новому дослідженні вчені об'єднали окремі проєкти в єдину модель глобального кліматичного вуглецевого циклу, що враховує поховання органічного вуглецю на морському дні. Результати виявили другий "термостат", заснований на фосфорному циклі Землі, який починається на суші з порід, що містять такі мінерали як апатит.

Вивітрювання цих порід під впливом опадів вивільняє фосфор, який просочується в ґрунт, потрапляє в струмки й річки та зрештою потрапляє в океан. Тут він є ключовою поживною речовиною для фітопланктону, який використовує його для клітинних процесів. Після загибелі фітопланктон опускається на дно океану, відкладаючи органічний вуглець, фосфор і низку інших поживних речовин.

У теплішому світі більше фосфору змивається в океан, і фітопланктон розмножується, а це означає, що більше органічного вуглецю і фосфору досягає морського дна. З іншого боку тепліші океани містять менше кисню, а деоксигенація вивільняє фосфор назад у товщу води.

У міру переробки фосфор знову потрапляє в харчовий ланцюг, а фітопланктон продовжує розмножуватися, поглинаючи фосфор із суші та океану. Це призводить до бурхливого зростання мікроорганізмів — дедалі більше вуглекислого газу поглинається з атмосфери й дедалі більша кількість органічного вуглецю відкладається на морському дні — глобальна температура планети знижується.

Простіше кажучи, чим теплішим стає світ, тим продуктивнішими стають океани, затримуючи більше вуглецю й охолоджуючи планету. Однак різниця між фосфорним і силікатним вивітрюванням полягає в тому, що вміст фосфору в океані не зменшується з охолодженням Землі, оскільки він продовжує вивільнятися на морському дні.

Зрештою фосфорний цикл відновить рівновагу, проте планета може "надкоригуватися", провокуючи такі явища як Земля-сніжок. Автори дослідження зазначають, що поки що не зрозуміло, як саме другий "термостат" відреагує на зміну клімату зараз, але океан настільки багатий на кисень порівняно з минулим, що "сніжний ком" малоймовірний.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що теорію глобального потепління Землі буде спростовано: допомогло відкриття "найнебезпечнішого льодовика".

Раніше Фокус писав про те, що перший "сигнал лиха" від Землі пролунав 130 років тому.