Древние вулканы когда-то насыщали океан углеродом, но сейчас человечество намного опережает их

Новое исследование древнего периода, считающегося наиболее близким природным аналогом современной эпохи антропогенных выбросов углерода, показало, что массированный вулканизм в течение тысяч лет выбрасывал в океаны огромные объёмы углерода. Однако природа даже близко не приблизилась к темпам, которые сегодня задаёт человечество. По оценкам учёных, современные антропогенные выбросы происходят в 3–8 раз быстрее, а возможно, и ещё стремительнее. Последствия для жизни в воде и на суше потенциально катастрофичны. Результаты опубликованы на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследователи из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета изучили состояние океана 55,6 млн лет назад, в период, известный как Палеоцен-эоценовый термический максимум (ПЭТМ). Уровень CO₂ в этот период поднял глобальную температуру ещё на 5–8 °C. Океаны поглотили огромные объёмы углерода, что вызвало химические реакции, сильно подкислившие воду и приведшие к гибели или угнетению многих морских видов. Новое исследование подтверждает вулканическую природу этого углеродного всплеска и уточняет его масштабы.

«Мы хотим понять, как земная система отреагирует на быстрые выбросы CO₂ сейчас, — сказала ведущий автор Лора Хейнс. — ПЭТМ — не идеальный аналог, но это самое близкое, что у нас есть. Сегодня всё происходит гораздо быстрее». Авторы подошли к вопросу напрямую: они культивировали мелких морских фораминифер в воде, моделирующей кислые условия ПЭТМ, и изучили включение бора в их раковины. Сравнив эти данные с анализом бора в окаменелых фораминиферах из кернов Тихого и Атлантического океанов, они выявили изотопные сигнатуры углерода, указывающие на вулканический источник — вероятно, масштабные извержения в районе современной Исландии.

По оценкам, углеродные импульсы, длившиеся не менее 4000–5000 лет, добавили в океан до 14,9 квадриллионов тонн углерода, увеличив его предыдущее содержание на две трети. Поглощение углерода сделало воды высококислотными на десятки тысяч лет. Сегодня океаны вновь поглощают огромные объёмы CO₂ из атмосферы, но антропогенные выбросы происходят в масштабах десятилетий, а не тысячелетий. Уровень CO₂ вырос с примерно 280 ppm в XVIII веке до около 415 ppm сегодня, вызывая быстрое закисление воды.

«Если добавлять углерод медленно, живые организмы могут адаптироваться. Если делать это очень быстро — это серьёзная проблема, — отметила соавтор Бёрбель Хёниш. — Даже при гораздо более медленном темпе ПЭТМ морская жизнь понесла большие потери. Мы опережаем прошлое, и последствия, вероятно, будут очень серьёзными».