Климатический процесс сравнили с кондиционером, работающим на пределе возможностей.
Ученые из Калифорнийского университета заявили, что обнаружили важный недостающий элемент в классическом представлении о круговороте углерода на Земле. По их мнению, устранение этого пробела показывает, что фазы глобального потепления могут со временем "перерастать" в противоположную крайность – резкое похолодание, вплоть до условий, благоприятных для наступления ледникового периода.
Долгое время считалось, что климат планеты уравновешивается медленным, но устойчивым природным механизмом, связанным с выветриванием горных пород. Этот процесс рассматривался как своего рода климатический регулятор, не позволяющий температуре слишком сильно отклоняться ни в сторону потепления, ни в сторону похолодания. Суть механизма заключается в том, что дождевая вода поглощает углекислый газ из атмосферы и, попадая на сушу, вступает в реакцию с породами, прежде всего силикатными, такими как гранит. В результате породы постепенно разрушаются, а растворенные вещества вместе с CO₂ уносятся в океан.
В океане углерод связывается с кальцием, образуя раковины морских организмов и известняковые структуры. Со временем эти образования оседают на дно, надолго "запирая" углерод в осадочных породах и тем самым снижая его содержание в атмосфере на геологические эпохи. Однако данные из геологической летописи указывают на более сложную картину. Некоторые древние ледниковые периоды были настолько экстремальными, что лед и снег покрывали почти всю поверхность планеты. По мнению исследователей, столь радикальное оледенение плохо согласуется с идеей плавно саморегулирующейся климатической системы.
Это заставило команду искать дополнительный механизм, способный вывести климат из стабильного состояния и привести его к резким крайностям. Найденный фактор связан с процессами захоронения углерода в океане. При росте концентрации CO₂ и повышении температуры осадки вымывают с суши больше питательных веществ, в частности фосфора, которые попадают в моря. Эти элементы стимулируют бурный рост планктона – микроскопических организмов, поглощающих углекислый газ в процессе фотосинтеза. После гибели планктон оседает на дно, унося с собой связанный углерод и тем самым выводя его из атмосферы на длительное время.
В теплом климате этот механизм может перейти в иной режим. Массовое размножение планктона приводит к снижению содержания кислорода в океане. При дефиците кислорода фосфор хуже захоранивается в донных отложениях и чаще возвращается обратно в воду. Это, в свою очередь, подпитывает новый рост планктона, усиливает разложение органики и еще больше уменьшает уровень кислорода. Так запускается самоподдерживающийся цикл, при котором все больше углерода изымается из атмосферы, а глобальная температура начинает снижаться.
Вместо плавной стабилизации климата такая обратная связь способна вызвать чрезмерное охлаждение, превышающее исходный баланс. Компьютерные модели показали, что этот эффект может быть достаточно мощным, чтобы привести к началу ледникового периода. Один из авторов исследования сравнил этот процесс с кондиционером, работающим на пределе возможностей и "перемораживающим" помещение. Ученые также отмечают, что в древние эпохи низкое содержание кислорода в атмосфере делало климатическую систему менее устойчивой, что частично объясняет суровость ранних ледниковых периодов. В наши дни уровень кислорода значительно выше.
<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/HNiHomIKODM?si=lRCZnhWdpboMkpIq" title="YouTube video player" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen></iframe>
