2408
Нові моделі кліматичної системи Землі свідчать, що планета може надмірно реагувати на глобальне потепління, переходячи від перегріву до глибокого похолодання протягом сотень тисяч років.
Вивітрювання і баланс вуглецю
Довгий час науковці вважали, що головним механізмом стабілізації клімату є силікатне вивітрювання — природний процес, коли дощова вода, насичена вуглекислим газом (CO?), розчиняє гірські породи. Під час цих реакцій вуглець перетворюється на карбонати, які врешті осідають на дні океанів, замикаючи вуглець у земній корі. «Коли планета нагрівається, гірські породи вивітрюються швидше і поглинають більше CO?, дозволяючи Землі знову охолонути», — пояснює Домінік Хюльсе, співавтор дослідження.
Однак геологічні дані свідчать, що в історії Землі відбувалися періоди повного зледеніння, які неможливо пояснити лише дією цього механізму. Це означає, що в кліматичному балансі беруть участь і глибші зворотні зв’язки.
Вуглець, фосфор і “ланцюг океанічного відгуку”
Додатковим чинником виявився цикл вуглецю в океанах. Під час потепління збільшується стік поживних речовин — насамперед фосфору — з континентів у моря. Це стимулює масовий ріст водоростей, які поглинають CO2 у процесі фотосинтезу. Після їх відмирання частина вуглецю занурюється на дно, утворюючи осадові породи.
Втім, у теплішому океані бракує кисню. Це призводить до рециркуляції фосфору — поживні речовини не осідають, а знову повертаються у водну товщу. Так формується замкнене коло: більше поживних речовин — більше водоростей — менше кисню — ще більше поживних речовин. У результаті зростає обсяг вуглецю, який ховається в осадах, що сприяє перехолодженню планети.
Перекомпенсація кліматичної системи
Хюльсе та його колега Енді Ріджвелл (Університет Бристоля) вдосконалили комп’ютерну модель, включивши до неї ці океанічні процеси. Результат виявився неочікуваним: «Система Землі не завжди стабілізує клімат поступово — іноді вона може перекомпенсувати і охолодити планету нижче початкової температури», — зазначає Хюльсе. У моделюванні це призводило до утворення льодовикових періодів, які не можна відтворити, якщо враховувати лише силікатне вивітрювання.
Таким чином, Земля може реагувати на потепління з надлишком, перетворюючи глобальне нагрівання на каталізатор майбутнього глибокого охолодження. Цей процес, за розрахунками, триває сотні тисяч років, що відповідає масштабам геологічних змін.
Атмосферний кисень і давні льодовикові епохи
Модель також показує, що нижчий рівень кисню в атмосфері, характерний для ранньої історії планети, посилював ефект цього зворотного зв’язку. Менше кисню означає активніше повернення фосфору в океани, а отже — сильніше охолодження, здатне запустити “сніжну Землю” — планетарне зледеніння.
Сьогоднішня атмосфера містить значно більше кисню, тому аналогічний процес не призведе до таких екстремальних наслідків. Однак у далекому майбутньому — через 100–200 тисяч років — подібні механізми можуть все ж запустити новий льодовиковий цикл.
Урок для сучасності
«Зрештою, чи має велике значення, коли почнеться наступний льодовиковий період — через 50 чи 200 тисяч років?» — ставить риторичне запитання Ріджвелл. — «Зараз нам потрібно зосередитися на обмеженні поточного потепління. Те, що Земля природно охолоне назад, не відбудеться достатньо швидко, щоб допомогти нам».
На наступному етапі команда планує використати модель, щоб зрозуміти, як система Землі іноді дивовижно швидко відновлювалася після кліматичних збурень минулого. Дослідники сподіваються, що це допоможе краще передбачити довгострокові наслідки сучасного антропогенного потепління та знайти рівновагу між природними і людськими силами, що формують клімат планети.
Земля може надмірно охолонути після потепління з’явилася спочатку на Цікавості.
