Традиционно считалось, что климат Земли регулируется выветриванием горных пород. Дождевая вода поглощает углекислый газ из атмосферы, взаимодействует с силикатными породами, например, с гранитом, растворяет минералы, а углерод в итоге попадает в океан. Там он соединяется с кальцием, образуя раковины и известняковые рифы, которые запирают углерод на сотни миллионов лет. Этот процесс работает медленно, но стабилизирует температуру планеты на геологических масштабах времени.
Глобальное потепление может запустить новый ледниковый период
Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили, что углеродный цикл Земли работает сложнее, чем считалось ранее. Их исследование показывает: современное глобальное потепление способно в перспективе спровоцировать резкое похолодание и даже новый ледниковый период.
Похолодание в результате выброса СO2. UCR
События «Земля-снежок» происходили сотни миллионов лет назад и чуть не уничтожили раннюю жизнь. Но именно они подготовили почву для эволюционных скачков после оттаивания планеты. Геологическая история показывает, что климатический баланс часто достигается через драматические колебания. Изучение этих паттернов помогает ученым предсказывать пороговые точки и понять, насколько близко человечество подошло к критическим изменениям климатической системы Земли.
Но анализ древних климатических данных показывает эпизоды, когда вся планета замерзала, превращаясь в «Землю-снежок». Такие экстремальные сдвиги невозможно объяснить только выветриванием пород. В новой работе исследователи указывают на захоронение углерода в океанах как на недостающее звено. При росте CO2 и потеплении больше питательных веществ, включая фосфор, смывается в моря. Это стимулирует рост планктона, который поглощает углерод и после гибели уносит его на дно океана.
Моделирование эволюции климата Земли в течение миллиона лет в ответ на внезапный выброс углекислого газа в атмосферу.
Но теплые океаны теряют кислород, и фосфор начинает перерабатываться заново. Возникает петля обратной связи: больше питательных веществ — больше планктона, его разложение удаляет кислород, цикл повторяется. С каждым витком захоранивается все больше углерода, что быстро охлаждает Землю. Вместо стабилизации климата система срывается в противоположную крайность, толкая температуры далеко ниже исходной точки. Работа опубликована в журнале Science.
Новый ледниковый период
![Последовательность событий, вызванных массированным выбросом CO2. Путь прослеживает временную эволюцию (от темного к светлому цвету) смоделированного изменения средней глобальной температуры приземного слоя воздуха (ось y) в сравнении с запасами фосфатов в океане (ось x). Выделены различные состояния повышения и понижения глобальной температуры (°C) и запасов фосфатов (в % изменения), а также возраст [тыс. лет (кыр)]. Черные и красные стрелки на вставках представляют потоки C и P, соответственно. Pco2 — парциальное давление CO2 в атмосфере.](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/435/43520913a63ba36152c7497844853817_cropped_510x510.webp "Последовательность событий, вызванных массированным выбросом CO2. Путь прослеживает временную эволюцию (от темного к светлому цвету) смоделированного изменения средней глобальной температуры приземного слоя воздуха (ось y) в сравнении с запасами фосфатов в океане (ось x). Выделены различные состояния повышения и понижения глобальной температуры (°C) и запасов фосфатов (в % изменения), а также возраст [тыс. лет (кыр)]. Черные и красные стрелки на вставках представляют потоки C и P, соответственно. Pco2 — парциальное давление CO2 в атмосфере.")
Последовательность событий, вызванных массированным выбросом CO2. Путь прослеживает временную эволюцию (от темного к светлому цвету) смоделированного изменения средней глобальной температуры приземного слоя воздуха (ось y) в сравнении с запасами фосфатов в океане (ось x). Выделены различные состояния повышения и понижения глобальной температуры (°C) и запасов фосфатов (в % изменения), а также возраст [тыс. лет (кыр)]. Черные и красные стрелки на вставках представляют потоки C и P, соответственно. Pco2 — парциальное давление CO2 в атмосфере.
«Когда планета нагревается, породы выветриваются быстрее и поглощают больше CO₂, охлаждая планету», — объясняет соавтор исследования геолог Энди Риджвелл. Он сравнивает этот процесс с домашним термостатом, который может работать неравномерно, если находится не в той комнате, где кондиционер.
Компьютерные модели показывают, что современная человеческая деятельность, добавляющая огромные объемы CO2, может подтолкнуть планету к новому похолоданию. Правда, оно будет менее суровым, чем древние оледенения, поскольку сегодняшний уровень кислорода выше и смягчает эффект. «Имеет ли значение, начнется следующий ледниковый период через 50, 100 или 200 тысяч лет? Сейчас нам нужно сосредоточиться на ограничении текущего потепления», — подчеркивает Риджвелл.