Ученые узнали, как Земля в течение миллионов лет избегала климатической катастрофы
Наша планета более 100 миллионов лет поддерживает температурный режим, подходящий для жизни. Новое исследование ученых раскрыло сложную систему природной саморегуляции, которая действует как гигантский скрытый термостат, контролируя уровень углекислого газа в атмосфере.
Фосфатный двигатель климата
В центре этого глобального процесса стоит фосфат – критически важное соединение фосфора, необходимое для роста морских организмов. Исследователи считают его "невидимой" частью климатического пазла. Когда уровень моря поднимался, широкие континентальные шельфы поглощали фосфаты в мелководные отложения, не давая им попасть в открытый океан, говорится в исследовании журнала PNAS. Это автоматически снижало продуктивность морской жизни, из-за чего меньшее количество органического углерода оседало на дне. В результате этого углекислый газ накапливался в атмосфере, а планета становилась теплее.
Падение уровня моря запускало диаметрально противоположный процесс. Континентальные шельфы сужались и больше фосфатов попадало в воду, стимулируя бурное развитие планктона и других морских существ.
Когда это органическое богатство погибало и опускалось ко дну, процесс его разложения поглощал растворенный кислород. Это создавало зоны с низким содержанием кислорода, которые в свою очередь высвобождали еще больше фосфатов из донных осадков.
Такой цикл обратной связи способствовал более быстрому захоронению углерода под морским дном, что постепенно уменьшало количество углекислого газа в воздухе и охлаждало Землю.
Эта система помогла контролировать, сколько углекислого газа оставалось в атмосфере в течение десятков миллионов лет.
– прокомментировал профессор кафедры наук о Земле и окружающей среде Сиракузского университета Зунли Лу.
Уроки эпохи эоцена
Исследователи проанализировали геологические данные за последние 60 миллионов лет. Ярким примером сбоя этой системы стал эоцен, продолжавшийся примерно 56 – 34 миллиона лет назад. Тогда очень высокий уровень моря затопил шельфы и "запер" фосфаты в мелководье. Механизм захоронения углерода почти бездействовал, океан оставался насыщенным кислородом, а планета находилась в состоянии длительного перегрева.
Для анализа древних условий лаборатория Сиракузского университета применила инновационный метод измерения соотношения йода к кальцию в остатках микроскопических фосфорных организмов – фораминифер. Эти исследования доказали, что, несмотря на значительные внешние воздействия, смещение зон с низким содержанием кислорода в более глубокие воды со временем сделало климатическую систему Земли более устойчивой.
Подобная природная стойкость помогала планете избегать экстремальных температурных скачков в течение эонов, стабилизируя уровень кислорода и углекислого газа в атмосфере.