Древнее изменение климата вызвало потепление, которое длилось тысячи лет
По мнению ученых, быстрое повышение температуры на древней Земле вызвало реакцию климата, которая, возможно, продлила потепление на многие тысячи лет.
Их исследование, опубликованное онлайн в журнале Nature Geoscience , предоставляет новые доказательства климатической обратной связи, которая может объяснить большую продолжительность палеоцен-эоценового теплового максимума (PETM), который считается лучшим аналогом для современных климатических изменений.
Результаты также свидетельствуют о том, что изменение климата сегодня может иметь долгосрочные последствия для глобальной температуры, даже если люди способны сдерживать выбросы парниковых газов.
«Мы нашли доказательства обратной связи, которая происходит при быстром потеплении, которое может выпустить еще больше углекислого газа в атмосферу», — сказал Шелби Лайонс, докторант в области наук о Земле в штате Пенсильвания. «Эта обратная связь, возможно, продлила климатическое событие PETM на десятки или сотни тысяч лет. Мы предполагаем, что это также может произойти в будущем».
Исследователи утверждают, что усиление эрозии во время ПЭТМ, примерно 56 миллионов лет назад, привело к высвобождению большого количества ископаемого углерода, хранящегося в горных породах, и выбросу в атмосферу достаточного количества углекислого газа, парникового газа, для воздействия на температуру.
Ученые нашли доказательства массового выброса углерода в ископаемых ядрах прибрежных отложений. Они проанализировали образцы, используя инновационную молекулярную технику, которая позволила им проследить, как процессы, такие как эрозия, перемещают углерод в глубокой глубине.
«Этот метод использует молекулы действительно инновационным, нестандартным способом для отслеживания ископаемого углерода», — сказала Кэтрин Фриман, профессор геонаук в Университете штата Пенсильвания Эван Пью. «Мы действительно не могли сделать это раньше».
Глобальные температуры увеличились примерно на 9–14,4 градусов по Фаренгейту во время PETM, радикально изменив условия на Земле. Сильные штормы и наводнения стали более распространенными, а теплая, влажная погода привела к усилению эрозии пород.
Поскольку в течение тысячелетий эрозии стекали по горам, углерод высвобождался из горных пород и транспортировался реками в океаны, где некоторые были перезахоронены в прибрежных отложениях. По пути часть углерода попала в атмосферу как парниковый газ.
«В записях мы обнаружили подписи о переносе углерода, что указывало на массовые режимы эрозии на суше», — сказал Лайонс. «Углерод был заблокирован на суше, и во время ПЭТМ он был перемещен и перезахоронен. Нам было интересно посмотреть, сколько углекислого газа может выделяться».
Лайонс изучала образцы керна PETM из Мэриленда, в месте, которое когда-то было под водой, когда она обнаружила следы более старого углерода, который, возможно, когда-то хранился в скалах на земле. Первоначально она считала, что образцы были загрязнены, но она нашла аналогичные доказательства в отложениях из других среднеатлантических участков и Танзании.
Углерод в этих образцах не имел общих изотопных закономерностей жизни из PETM и казался маслянистым, как если бы он нагревался в течение длительных периодов времени в другом месте.
«Это говорит нам о том, что мы видели в записях не только материал, который был сформирован во время PETM», — сказал Лайонс. «Это был не только углерод, который был сформирован и осажден в то время, но, вероятно, представлял собой нечто более старое, транспортируемое в».
Исследователи разработали модель смешивания, чтобы различать источники углерода. Основываясь на количестве более старого углерода в образцах, ученые смогли оценить, сколько углекислого газа было выпущено во время путешествия от камня до океанского осадка.
По их оценкам, климатическая обратная связь могла бы выпустить достаточное количество углекислого газа, чтобы объяснить продолжительность PETM, которая длилась примерно 200 000 лет, что не совсем понятно.
Исследователи сказали, что результаты предлагают предупреждение о современных изменениях климата. Если потепление достигает определенных переломных моментов, могут возникнуть обратные связи, которые могут вызвать еще большее изменение температуры.
«Из этого исследования мы можем извлечь один урок: углерод не очень хорошо хранится на суше, когда климат влажный и жаркий», — сказал Фриман. «Сегодня мы выталкиваем систему из равновесия, и она не собирается отступать, даже когда мы начинаем сокращать выбросы углекислого газа».
Дополнительными авторами из Penn State являются профессора геонаук Тимоти Бралоуер, Элизабет Хайек и Ли Кумп; и Эллен Политес, студентка, специализирующаяся в области наук о Земле. Кумп также является деканом Колледжа земных и минеральных наук.
Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, Геологической службы США, Университета штата Делавэр и Университета Луизианы в Лафайете также сотрудничали в этом проекте.
