Прошлые эпизоды парникового потепления дают ключи к пониманию будущего

Если выбросы углекислого газа от сжигания ископаемого топлива продолжат следовать по траектории "обычного ведения дел", к 2400 году человечество добавит в атмосферу около 5 триллионов метрических тонн углерода. Схожий по масштабам выброс углерода сопровождал экстремальный период глобального потепления 55 миллионов лет назад, известный как Палеоцен-эоценовый термический максимум (ПЭТМ).

Ученые, изучающие ПЭТМ, составляют все более детальную картину его причин и последствий. По словам Джеймса Захоса, профессора наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Санта-Круз, полученные данные описывают, возможно, лучшую аналогию в геологической летописи для глобальных изменений, которые могут произойти в результате продолжающихся антропогенных выбросов CO₂. Он представит эти выводы на ежегодном собрании AAAS в Бостоне.

Ключевое различие — в скорости выброса. Согласно Захосу, человечество намерено совершить за несколько сотен лет то, что, возможно, заняло несколько тысяч лет в прошлом. Изучение морских осадочных кернов, отобранных в рамках программы IODP, выявило резкие изменения химического состава океана во время ПЭТМ, в частности, окисление океана. Это привело к исчезновению карбонатных раковин в глубоководных отложениях, что видно по переходу от карбонатного ила к темно-красной глине.

Окисление океана снижает концентрацию карбонат-ионов, затрудняя жизнь кораллам и другим организмам, строящим скелеты из карбоната кальция. Современные выбросы CO₂ происходят быстрее, чем время смешивания вод океана (500–1000 лет), что означает, что поверхностные воды станут достаточно кислыми, чтобы повлиять на морские экосистемы, если выбросы сохранят текущую траекторию.

В долгосрочной перспективе вызывает беспокойство потенциал положительной обратной связи, которая могла усилить начальное потепление во время ПЭТМ, например, за счет разложения гидратов метана на морском дне. Новые данные указывают на запаздывание между начальным потеплением и основным выбросом углерода, что согласуется с такой гипотезой. Хотя это поднимает вопросы о возможных будущих процессах, для запуска подобного механизма в современных условиях потребовались бы столетия.

Как отмечает Кристина Равело, профессор океанологии из UCSC, климатические записи, сохраненные в морских осадках, служат ценным тестом для климатических моделей, используемых для прогнозирования будущего. Изучение прошлых теплых периодов, таких как ПЭТМ, помогает улучшить эти модели, несмотря на то, что точных аналогов текущей ситуации в прошлом нет.