Ученые часто ищут в природе ответы на самые насущные вопросы человечества. Когда речь идет о глобальном потеплении, геологическая история предлагает уникальную долгосрочную перспективу. В геологической истории Земли есть периоды катастрофических извержений вулканов, в результате которых в атмосферу и океаны выбрасывалось огромное количество углерода. Увеличение объема углерода вызвало резкое потепление климата, которое привело к массовым вымираниям на суше и в морских экосистемах. Периоды вулканизма также могли нарушить систему углеродно-климатической регуляции на миллионы лет.
Ученые из ETH Zurich возглавили международную группу исследователей по изучению того, как растительность реагирует и эволюционирует в ответ на крупные климатические сдвиги, и как эти сдвиги влияют на естественную систему регулирования углеродно-климатического баланса Земли. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Опираясь на геохимический анализ изотопов в отложениях, исследовательская группа сравнила полученные данные со специально разработанной моделью, которая включала в себя образцы растительности и ее роли в регулировании геологической климатической системы. С помощью модели ученые проверили, как земная система реагирует на интенсивное высвобождение углерода в результате вулканической активности в различных сценариях.
Было изучено три значительных климатических сдвига в геологической истории, включая пермско-триасовое массовое вымирание около 252 миллионов лет назад. Профессор ETH Zurich Тарас Геря отмечает: «В результате события в Сибири за 200 000 лет было выброшено около 40 000 гигатонн (Гт) углерода. Возникшее после этого повышение средней глобальной температуры на 5 — 10 °C вызвало самое сильное вымирание на Земле за всю геологическую историю».
Восстановление растительности после Пермского вымирания заняло несколько миллионов лет, и в течение этого времени система регулирования углеродного климата Земли была слабой и неэффективной, что привело к долгосрочному потеплению климата.
Исследователи обнаружили, что серьезность таких событий определяется тем, насколько быстро выброшенный углерод может быть возвращен в недра Земли — поглощен в результате выветривания силикатных минералов или производства органического углерода, удаляющего углерод из атмосферы Земли.
Также было обнаружено, что время, необходимое климату для достижения нового состояния равновесия, зависит от того, насколько быстро растительность адаптируется к растущим температурам. Некоторые виды приспосабливались путем эволюции, другие — путем географической миграции в более прохладные регионы. Однако некоторые геологические события были настолько катастрофическими, что у видов растений просто не хватило времени на миграцию или адаптацию к устойчивому повышению температуры. Последствия этих событий оставили свой геохимический след в эволюции климата на тысячи, а возможно, и миллионы лет.
«Сегодня мы находимся в состоянии серьезного глобального биоклиматического кризиса. Наше исследование демонстрирует роль функционирования растительности в восстановлении после резких климатических изменений. В настоящее время мы выбрасываем парниковые газы быстрее, чем любое предыдущее вулканическое событие. Мы также являемся основной причиной глобальной вырубки лесов, что сильно снижает способность природных экосистем регулировать климат. Это исследование, с моей точки зрения, служит тревожным звонком для мирового сообщества», — комментирует Лоик Пеллиссье, профессор кафедры экосистем и эволюции ландшафтов Цюрихского технологического института и WSL.
[Фото: ru.123rf.com]