Ошибка в понимании углеродного цикла: Земля может «перекорректировать» потепление в новый ледниковый период

Ученые Калифорнийского университета в Риверсайде (UC Riverside) обнаружили недостающий элемент в традиционной схеме углеродного цикла Земли. Согласно их расчетам, планета может не только компенсировать современное глобальное потепление, но и уйти в противоположную крайность — ледниковый период.

Как работает углеродный «термостат»

Классическая теория гласит, что климат Земли регулируется медленным, но устойчивым процессом выветривания горных пород. Дождевая вода связывает углекислый газ из атмосферы, растворяет горные породы, особенно силикатные, такие как гранит, и переносит соединения в океан. Там углерод вместе с кальцием осаждается в виде раковин морских организмов и известковых рифов, прочно фиксируясь на дне на сотни миллионов лет.

Этот механизм действует как климатический термостат: чем теплее становится на планете, тем быстрее выветриваются породы, связывая больше CO₂ и тем самым охлаждая Землю. Однако геологические данные свидетельствуют о том, что в прошлом ледниковые периоды были настолько экстремальными, что вся поверхность планеты покрывалась льдом. Это указывает на то, что мягкого «саморегулирования» недостаточно для объяснения таких явлений.

Недостающий элемент — океанское захоронение углерода

Исследователи установили, что ключевую роль играет захоронение углерода в океане. При росте концентрации CO₂ и общем потеплении усиливается вымывание в море питательных веществ, прежде всего фосфора. Это стимулирует бурный рост фитопланктона, который поглощает углекислый газ в процессе фотосинтеза. Когда планктон отмирает, он оседает на дно, унося углерод с собой. Но в более теплой и богатой органикой воде уровень кислорода падает, из-за чего фосфор не захоранивается, а возвращается обратно в океан.

Возникает замкнутый цикл: больше питательных веществ → больше планктона → меньше кислорода → еще большее высвобождение питательных веществ. Результат — лавинообразное захоронение углерода и стремительное похолодание. Таким образом, климатическая система Земли может не плавно стабилизировать температуру, а «переключаться» в состояние резкого переохлаждения.

Климатический «термостат» с перебоями

Автор исследования, геолог Энди Риджвелл, сравнивает это с работой кондиционера: «Представьте, что летом вы выставили термостат на 25 °C. Когда в доме становится жарче, кондиционер включается и охлаждает воздух до заданной температуры. Но если система настроена неправильно, она может переохладить помещение далеко ниже нормы». В прошлом, когда содержание кислорода в атмосфере было ниже, такой «сбой термостата» приводил к экстремальным оледенениям, известным как «снежок-Земля».

Что ждет нас в будущем

Сегодня человечество стремительно увеличивает выбросы CO₂, и в краткосрочной перспективе это приведет к дальнейшему потеплению. Однако модель ученых предсказывает, что в отдаленном будущем может произойти «переохлаждение». Новый ледниковый период, по мнению исследователей, все же будет мягче, чем древние, так как современная атмосфера богаче кислородом, что ослабляет действие фосфорного механизма. «Это похоже на то, как если бы термостат находился ближе к кондиционеру и работал более стабильно», — поясняет Риджвелл.

Тем не менее, эффект может приблизить наступление следующего ледникового периода. Но, как отмечает ученый, практическое значение для нас невелико: «Имеет ли особую разницу, начнется ли следующая ледниковая эпоха через 50, 100 или 200 тысяч лет? Наша главная задача сейчас — ограничить продолжающееся потепление. Земля в конечном итоге действительно остынет, но слишком медленно, чтобы это помогло нам в течение нашей жизни».

Итог

Работа калифорнийских исследователей показывает, что углеродный цикл Земли устроен гораздо сложнее, чем считалось ранее. Его динамика может вести не только к смягчению климата, но и к радикальным климатическим сдвигам. Это открытие подчеркивает, что стабильность климата нашей планеты иллюзорна, а будущее во многом зависит от того, насколько человечество сумеет сдержать собственные выбросы парниковых газов.

• Ученые обсуждают возможность ядерного удара по астероиду, угрожающему Луне
• Учёные определили критическую точку для ледяного щита Гренландии
• Тайна года без лета раскрыта
• Что привело к сильному землетрясению на полуострове Ното в Японии в Новогодний день
• Комбинированные эффекты загрязнения пластиком и наводнений усиливают угрозы для прибрежных растений
• Извержения вулканов в Исландии могут длиться десятилетиями
• Исследователи утверждают, что на подходе аллея ураганов в Атлантике
• Почему люди отрицают изменение климата? Исследование показывает неожиданные результаты