242
На протяжении геологической истории на планете преобладал теплый климат. Только дважды за прошедшие полмиллиарда лет случались длительные похолодания, включая современное, продолжающееся примерно 34 миллиона лет. Ледниковые периоды сопровождались снижением концентрации углекислого газа в атмосфере, однако причины этого неясны. В новой работе ученые выстроили модель, объединив все гипотезы охлаждения климата. Это позволило объяснить оледенение полюсов, которое мы наблюдаем сейчас.
В соответствии с современными представлениями от концентрации CO2 В атмосфере зависит температура на Земле. Для пояснения геохимического цикла углерода в масштабе от десятков до сотен миллионов лет привлекают тектонические механизмы. Считается, что в результате дегазации из литосферы CO
2 попадает в атмосферу, а выветривание силикатных минералов земной коры, особенно на континентах и в офиолитовых зонах, наоборот, удаляет его оттуда, связывая в карбонатных минералах. При выветривании также высвобождаются минеральные компоненты, необходимые для питания биомассы, что, в свою очередь, запускает механизм поглощения углекислого газа из атмосферы и захоронения их в виде органики.
Со временем геологического времени процессы тектоники и выветривания значительно изменили облик планеты. Особенно большие изменения произошли в фанерозое (так называют последние 538 миллионов лет), что связано главным образом с колонизацией поверхности жизнью. Были разработаны модели, реконструирующие климат на Земле на основе различных механизмов, однако результаты их противоречивы. Они не дали ответа на вопрос, какой механизм ведет по этому делу.
Разобраться в проблеме решили учёные из Австралии, Франции и Великобритании. Для этого они использовали непрерывную модель земной системы.Earth System Model), начиная с девонского периода, 419 миллионов лет назад. Более ранние периоды пришлось исключить за неимением достоверных данных. Также авторы не оценивали то, как распространение растительности повлияло на оледенение. Результаты их работы опубликованы в журнале Наука развивается.
Модель показала, что нынешнее холодное состояние не типично для Земли, большую часть своей истории находилась в теплом климате. К оледенению полюсов привело случайное совпадение сразу нескольких факторов. Для объяснения ледниковых периодов геологи выдвигали разные причины: извержение вулканов, рост роли лесов, запасающих углекислый газ, химические реакции CO2 с геологическими породами. Все эти механизмы были протестированы в 3D-модели Земли SCION, первоначально разработанной в Университете Лидса (Великобритания). Расчеты показали, что ни один из механизмов сам по себе не мог привести к охлаждению климата, для этого требуется одновременное сочетание факторов.
«Мы выяснили, что причина, по которой мы живем на планете с полярными шапками, а не на свободной ото льда, — случайная комбинация очень редких вспышек глобального вулканизма и большого разброса континентов с высокими горами, которые обеспечивают сильные осадки на планете. Это, в свою очередь, усиливает реакции поглощения углерода из атмосферы», – объяснил руководитель исследования Эндрю Мередит из Лидса.
Важный вывод, по словам ученого, состоит в том, что естественный механизм регулирования климата ведет к высокой концентрации CO.2 и потепление без ледяных шапок, а не потому что мы видим сейчас.
"Мы считаем, что эта общая тенденция к теплому климату защищает нас от губительного состояния "Земли-снежка", которое возникает крайне редко, и только поэтому жизнь продолжает существовать", - добавил Мередит.
Исходя из этого, следует учитывать, что климат планеты не будет стремиться к прохладному состоянию, в котором он находился в доиндустриальную эпоху. Следует быть осторожными с утверждениями о том, предупредили авторы, что холодный климат вернется, если мы будем его перегревать до того, как остановим выбросы.
