Заклинанието за тежко глобално затопляне преди 55 милиона години беше предизвикано от не една, а две инжекции на парникови газове в атмосферата - и темпът на нарастване предполага, че древното затопляне може да има важни уроци за това какво да очакваме с днешните климатични промени.
Свързано съдържание
- Рецесия, а не фрапинг, намали спад в въглеродните емисии в САЩ
- Какво можем да научим, като разкопаем тайните на дълбокия въглерод на Земята
- Пътувайте през дълбоко време с тази интерактивна земя
- Газът, вероятно метанът, се издига от 570 места край източното крайбрежие
Един от най-добрите начини да проучим как индуцираното от човека глобално затопляне ще се отрази на Земята в бъдеще е да се проучи начина, по който нашата планета е реагирала на климатичните промени в миналото. Много изследователи смятат, че топлинният максимум на палеоцен-еоцен (PETM) преди 55 милиона години е особено важен за сегашната ни ситуация, тъй като също включваше масивна инжекция на въглерод в атмосферата, довела до спирални глобални температури.
Не всички изследователи обаче са убедени, че имаме много да научим от PETM. Някои проучвания предполагат, че тогава климатът се променя много по-бавно, отколкото се променя сега, като атмосферният въглерод се натрупва постепенно за около 20 000 години, може би поради бавното отделяне на вулканични газове. Други проучвания заключават, че промените в PETM са настъпили твърде бързо, за да се сравнят с настоящата ни ситуация. Проучване от миналата година предполага, че атмосферният въглерод се покачва само за няколко години, може би поради масивен приток на въглерод от въздействието на кометата.
Но най-новите геоложки доказателства, публикувани днес в Nature Geoscience, правят тези „твърде бавни“ и „твърде бързи“ сценарии на затопляне да изглеждат малко вероятно. Вместо това, скоростта на промяната вероятно е била "точно" за правене на съвременни сравнения.
Изследователи, водени от Гейб Боуен от Университета на Юта, пробиха 820-футово ядро от земята в близост до Пауъл, Уайоминг. Пробата им прорязва древни почви - сега превърнати в камъни - които са се образували преди, по време и след ПЕТМ. Почвените слоеве съдържат хиляди карбонатни възли, всеки от които съдържа разновидности на въглерод, които отразяват състава на атмосферата в момента, в който се е образувал възелът. Чрез измерване на тези сортове или изотопи във всеки възел, изследователите биха могли да съставят картина как въглеродът се добавя към древната атмосфера. Това не е първият път, когато изследователите са изградили такъв въглероден рекорд за PETM - подобни профили са направени, използвайки информация от ядра на морските утайки. Но морските седименти се избухват от изкопаване на животни, размивайки детайлите на въглеродната картина по начин, който не се случва толкова лесно на сушата, казват изследователите.
Сиви, кръгли възелчета от карбонат изпъстрят тези седиментни ядра, пробити от северно Уайоминг. (Бианка Майбауер, Университет на Юта) Резултатите показват, че въглеродът се изпомпва в атмосферата за период от няколко хиляди години - приблизително със същите темпове като днешните емисии. Те откриха също, че поне 992 милиона тона въглерод навлизат в атмосферата годишно - това е в порядък на днешната годишна норма от 10, 5 милиарда тона.
Но може би най-интересната констатация беше, че изглежда PETM е включил два отделни въглеродни импулса. Няколко хиляди години преди ПЕТМ да се развихри, имаше краткотраен период на глобално затопляне. Атмосферните нива на въглерод се повишиха за период от може би 1500 години, останаха високи за хилядолетие или след това бързо се върнаха в нормално състояние. След още няколко хилядолетия нивата на въглерод отново се повишиха, но този път останаха високи за десетки хиляди години, причинявайки истинското ПЕТМ събитие.
„Това е първото категорично доказателство, че тези два импулса са много отдалечени във времето“, казва съавторът на изследването Скот Уинг, палеобиолог в Националния природонаучен музей на Смитсониън. Това е значително наблюдение, казва той, защото означава, че можем по-добре да преценим какво точно е предизвикало PETM. „Почти е смущаващо, че все още не сме работили за кауза, “ казва Уинг. „Това е първото нещо, което всеки иска да знае - но дори 20 години след идентифицирането на PETM все още спорим за причината.“
Новите резултати изглежда изключват много бавния вулканично предизвикан сценарий - въглеродът навлиза в околната среда твърде бързо, за да работи. И тъй като имаше два отчетливи импулса на затопляне, сценарият на кометата също изглежда слаб. „След това ще трябва да имате две отделни комети - това звучи малко като специални умолявания“, казва Уинг.
Палеобиологът Скот Уинг от Смитсоновата институция притежава основна проба, пробита от образуването на Уайоминг Уилдуд в проучване, ръководено от Университета на Юта, на епизод на глобалното затопляне преди близо 56 милиона години. (Уилям Клайд, Университет на Ню Хемпшир) Вместо това авторите твърдят, че отделянето на метан от находища под морското дъно би обяснило както скоростта на промяната, така и любопитните двойни импулси. Този метан обикновено е безопасно затворен в твърда форма, наречена метан клатрат, но дори подводни свлачища може да са достатъчни за дестабилизиране на площ от морското дъно и за отключване на голямо клатратово находище. Този вид събитие може да предизвика краткотрайния пулс на глобалното затопляне преди основното събитие на PETM.
В отговор на този първоначален импулс, океаните на Земята може би са погълнали излишната атмосферна топлина. Ако все пак са го направили, възможно е този естествен механизъм за възстановяване да задейства основното събитие. По-топлите океани сами могат да дестабилизират клатратните отлагания, което може да обясни откъде идва вторият въглероден импулс, казва Уинг. Ако този сценарий е правилен, това прави ПЕТМ още по-актуален за днешния ден - океаните отново се затоплят и клатратните отлагания под морското дъно отново започват да се дестабилизират.
Метановите клатрати, изпуснати от утайките в руското езеро Байкал, изглежда се бълбукат през леда. (Луиз Мъри / Робърт Хардинг Световни изображения / Корбис) „В началото бях малко скептичен към проучването - почвените карбонати обикновено са трудни за интерпретация“, казва Хенрик Свенсен от Университета в Осло, Норвегия. „Но изглежда като хубаво и задълбочено проучване, което наистина добавя нови гледни точки към PETM.“ Това, което не е ясно, добавя Svensen, е защо двойният пулс не се е появил ясно в други проучвания, имайки предвид, че няколко групи от геолозите, работещи на други места по света, са използвали изотопи на въглерод в скали, за да реконструират атмосферните условия по време на PETM с относително високи детайли.
Други изследователи казват, че са виждали намеци за двата импулса в предишните си изследвания. Например Ying Cui и Lee Kump от Държавния университет в Пенсилвания и техните колеги публикуват анализ през 2011 г. на въглеродни изотопи в морските седименти PETM край бреговете на Шпицберген в Северния ледовит океан. „Ние също така идентифицирахме два импулса, свързани със затягания и изравнения в записа на въглеродния изотоп“, казва Кумп.
Въпреки това, не всички са убедени, че най-новите доказателства звучат коленото на смъртта при предишни сценарии на затопляне. Джеймс Райт от университета в Рутгърс е съавтор на миналогодишната книга, като се аргументира, че затоплянето с ПЕТМ е настъпило бързо, може би поради комета. Тъй като новите резултати показват, че атмосферните условия са се върнали в норма между първия и втория импулс, не можем да сме сигурни, че първият импулс има някакво пряко отношение към PETM, контрира той. Това би оставило пътя отворен за втория импулс да носи изключителна отговорност - което означава, че не можем напълно да изключим сценария на кометата.
Ако Уинг и неговите колеги са правилни и събитието за глобално затопляне на PETM е подобно на днешното, знаем, че не е перфектно сравнение. Светът беше много различно място преди 55 милиона години. Например, дори преди PETM, планетата вече беше толкова топла, че нямаше ледени шапки. Не бива да се възползваме твърде много от факта, че ПЕТМ не е причинил голямо масово изчезване, казва Уинг, защото макар настоящото глобално затопляне да не застрашава съществуването на нашия вид, то заплашва начина ни на живот. „Това, за което говорим, са масивни промени, които могат да причинят доста невероятно количество човешко страдание и загуба на нещата, за които всички сме скъпи“, казва той.
