Потепление может ускорить наступление нового ледникового периода

Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили недостающее звено в механизме углеродного цикла Земли. Их выводы, опубликованные в журнале Science, предполагают, что глобальное потепление способно запустить обратный процесс – сверхохлаждение, которое может спровоцировать наступление нового ледникового периода.

Традиционно считается, что климат на Земле регулируется медленной, но надежной системой выветривания горных пород. В этой модели дождь поглощает углекислый газ из атмосферы, а затем, попадая на сушу, медленно растворяет силикатные породы, такие как гранит. Растворенный кальций вместе с захваченным CO₂ попадает в океан, где из них формируются раковины и известняковые рифы. Таким образом углерод оказывается надолго заперт на морском дне.

«По мере того как планета нагревается, горные породы выветриваются быстрее и поглощают больше CO₂, снова охлаждая планету», – поясняет геолог Энди Риджуэлл, соавтор исследования. Однако эта модель не может полностью объяснить, почему в прошлом Земля переживала экстремальные ледниковые периоды, когда вся ее поверхность была покрыта льдом. Мягкой саморегуляции для этого недостаточно.

Недостающий элемент оказался связан с захоронением углерода в океане. По мере роста концентрации CO₂ в атмосфере и потепления планеты в моря вымывается больше питательных веществ, например фосфора. Это стимулирует бурный рост планктона, который поглощает углекислый газ. После гибели планктон опускается на дно, унося с собой и захваченный углерод.

В более теплом мире с высокой активностью водорослей океаны начинают терять кислород. Это приводит к тому, что фосфор не захоранивается на дне, а снова попадает в круговорот. Возникает мощная петля обратной связи: больше питательных веществ – больше планктона, распад которого ведет к еще большему дефициту кислорода и, соответственно, к еще большему высвобождению питательных веществ. В это же время происходит массовое захоронение углерода, что приводит к резкому охлаждению планеты.

Эта система не стабилизирует климат плавно, а вызывает «перерегулирование», охлаждая Землю значительно ниже исходной температуры. В компьютерной модели ученых такой сценарий способен запустить ледниковый период. Риджуэлл сравнивает это с термостатом, который работает с перебоями. В геологическом прошлом низкий уровень кислорода в атмосфере делал эту систему еще более нестабильной, что и приводило к экстремальным оледенениям.

В наши дни, когда человечество продолжает насыщать атмосферу углекислым газом, планета в краткосрочной перспективе будет нагреваться. Модель предсказывает, что сверхохлаждение в будущем все же произойдет, но оно, вероятно, будет более мягким. Причина в том, что современный уровень кислорода в атмосфере выше, чем в далеком прошлом, и это ослабляет обратную связь с питательными веществами. Тем не менее этого может быть достаточно, чтобы приблизить начало следующего ледникового периода.

Однако ученые призывают не полагаться на природные механизмы охлаждения. «В конечном счете, имеет ли большое значение, начнется ли следующий ледниковый период через 50, 100 или 200 тысяч лет? – задается вопросом Риджуэлл. – Сейчас нам нужно сосредоточиться на ограничении текущего потепления. То, что Земля в конечном итоге снова остынет, не произойдет достаточно быстро, чтобы помочь нам при нашей жизни».