Углерод, изменение климата и аноксия океана в древнем ледниковом мире

Новое исследование описывает период быстрого глобального изменения климата в мире, покрытом льдом, очень похожем на современный, но 304 миллиона лет назад. Примерно за 300 000 лет уровень углекислого газа в атмосфере удвоился, океаны стали аноксичными, а биоразнообразие сократилось на суше и в море.

Хотя в истории Земли известно несколько других событий быстрого потепления, это первое, идентифицированное в условиях "ледникового дома", когда на планете были ледяные шапки и ледники, сопоставимые с современными. Это показывает, что климат ледникового периода может быть более чувствительным к изменениям атмосферного CO₂, чем более теплые условия, когда уровень CO₂ уже высок. Работа опубликована на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследователи оценивают, что непосредственно перед границей касимовского и гжельского ярусов (K-G) в атмосферу было выброшено около 9000 гигатонн углерода. Это удвоило атмосферную концентрацию CO₂ примерно с 350 частей на миллион, сравнимых с современным доиндустриальным уровнем, до около 700 ppm.

Одним из последствий стало развитие морской аноксии — снижения содержания растворенного кислорода в океане. Измеряя изотопы урана в карбонатных породах на территории современного Китая, ученые установили, что около 23% морского дна по всему миру превратились в бескислородные "мертвые зоны". Это согласуется с другими данными о значительных потерях биоразнообразия на суше и в море в тот же период.

Воздействие выброса углерода на аноксию океана было значительно сильнее, чем при быстром потеплении в условиях "тепличного" климата. Массивный выброс углерода мог быть спровоцирован извержениями вулканов, прорвавшихся через каменноугольные угольные пласты.