Зголемувањето на нивоата на јаглерод диоксид во атмосферата би можело да предизвика низа геолошки и биолошки процеси кои, според истражувачите, би можеле да обезбедат следното ледено доба да дојде на време, наместо да биде одложено.

Земјата, всушност би можела да реагира на огромните количини јаглерод диоксид што луѓето ги испуштаат во атмосферата со „прекумерно коригирање“ на нерамнотежата, што би можело да предизвика следното ледено доба да се случи на време, наместо да биде одложено за десетици илјади години, како што претходно се мислеше.

Тоа е поради новооткриената повратна јамка на „термостатот“ која закопува огромни количини јаглерод диоксид под морското дно толку ефикасно што би можела да ги неутрализира човечките емисии во рок од 100.000 години, откриле истражувачите.

Според нивното истражување, овој термостат работи неколку пати побрзо од претходно познатиот „мрзлив термостат“, кој го заробува јаглерод диоксидот во временски скали од 500.000 до милион години, објаснуваат од тимот во студија објавена во списанието Science.

Тие се убедени дека доколку двата термостати работат заедно, можно е следното ледено доба да започне на време, наместо да биде одложено од ефектите на климатските промени, изјави за „Лајв саенс“ коавторот на студијата Енди Риџвел, геолог на Универзитетот во Калифорнија, Риверсајд.

Меѓутоа, новиот „термостат“ денес не ги штити луѓето од ефектите на глобалното затоплување, предупредува Доминик Хилсе, математичар и моделатор на биогеохемиски процеси на Универзитетот во Бремен. Тој додава дека ова не значи дека ќе бидеме безбедни од глобалното затоплување во следните 100 или дури 1.000 години.

Саморегулација на Земјата

Научниците долго време се сомневаат дека Земјата ја регулира својата клима на геолошки временски рамки. Уште од 1980-тите, истражувачите теоретизираат за механизмот познат како силикатна повратна јамка за атмосферско распаѓање - процес во кој дождот го влече јаглерод диоксидот од воздухот и го таложи на силикатни карпи (карпи што содржат минерали направени од кислород и силициум, кои сочинуваат околу 90 проценти од Земјината кора).

Јаглерод диоксидот реагира со овие карпи, растворајќи ги и формирајќи молекули кои завршуваат во почвата, а потоа и во океанот. Откако ќе се најде таму, поранешниот јаглерод диоксид формира варовник и креда, „заклучувајќи“ го милиони години.

Повратната јамка на силикатите при распаѓање делува како термостат - колку повеќе јаглерод диоксид има во атмосферата, толку е потопла Земјата и толку е поинтензивен циклусот на водата. Како што се зголемуваат врнежите, распаѓањето на силикатите се забрзува, повеќе јаглерод диоксид се ослободува во океанот, а нивоата во атмосферата повторно паѓаат.

Овој механизам работи и обратно. „Ако стане премногу ладно и нивоата на јаглерод диоксид паднат под просекот, тогаш „термостатот“ троши премалку јаглерод диоксид во споредба со постојаното ослободување од земјината маса, вулканите и изворите на магма“, објаснува Риџвел. Во тој случај, помалку јаглерод диоксид завршува во океанот, а нивоата во атмосферата постепено се враќаат на просечни вредности.

Меѓутоа, овој процес е бавен, може да поминат и до милион години за повторно да се воспостави рамнотежата на јаглеродот. Како резултат на тоа, не може да се објаснат некои климатски настани, вклучувајќи го циклусот на глацијацијата на Земјата и меѓуглацијалните циклуси, кои се карактеризираат со големи флуктуации на температурата и јаглерод диоксидот на секои 100.000 години.

Исто така, не може да се објасни и таканаречениот настан „Снежна топка на Земјата“, кога планетата била речиси целосно покриена со мраз. Доколку силикатното распаѓање било единствениот регулатор на климата на Земјата, тоа би спречило такви екстремни услови, вели Хилсе.

Другиот „термостат“

Новото истражување е инспирирано од докторската дисертација на Хилсе, во која тој пресметал колку органски јаглерод диоксид бил зачуван во океанските седименти за време на минатите климатски настани. Неговите резултати покажаа дека по периоди на интензивна вулканска активност и затоплување, огромни количини на гас биле таложени на морското дно, што укажува на можна врска помеѓу нивоата на јаглерод диоксид во атмосферата и складирањето на органски материи во океанот.

„ Во историјата на Земјата постојат периоди кога биле депонирани големи количества на органски јаглерод. Секогаш се сомневавме дека има нешто повеќе од само силикатно распаѓање, но беше многу тешко тоа математички да се моделира“, вели Риџвел.

Хилсе и Риџвел успеале да го комбинираат своето истражување во глобален модел на јаглеродниот циклус, кој исто така го зема предвид таложењето на органски јаглерод на морското дно. Нивните резултати открија уште еден „термостат“ вграден во циклусот на фосфор на Земјата, кој започнува на копно, во карпи што содржат минерали како апатит.

Фитопланктонски колонии во морето

Распаѓањето на овие карпи со врнежи ослободува фосфор, кој потоа го наоѓа својот пат во почвата, реките и на крајот во океанот. Фосфорот е клучна хранлива материја за ситните фотосинтетски организми познати како фитопланктон, кои го користат за метаболички процеси. Кога фитопланктонот угинува, тој тонe на дното на океанот, каде што таложат органски јаглерод диоксид, фосфор и други хранливи материи.

Во потоплиот свет, повеќе фосфор стигнува до океанот, што го поттикнува фитопланктонот да напредува, а со тоа и повеќе органски јаглерод и фосфор да се таложат на морското дно. Меѓутоа, потоплите океани содржат помалку кислород, бидејќи кислородот потешко се раствора на повисоки температури. Оваа деоксигенација ослободува дел од фосфорот назад во водениот столб, додека органскиот јаглерод останува закопан во седиментите.

„Точно како се случува ова сè уште не е целосно разјаснето, но знаеме дека се случува. Во минатото приметувавме дека по период на затоплување, огромно богатство од органски јаглерод е закопано, но дека во тие седименти има многу малку фосфор во споредба со нормалните услови. Ако не е закопан, сигурно се вратил во океанот“, објаснува Риџвел.

Како што фосфорот се рециклира, тој повторно влегува во синџирот на исхрана, овозможувајќи понатамошен раст на фитопланктонот, кој влече повеќе јаглерод диоксид од атмосферата и таложи уште повеќе јаглерод на морското дно, со што ја лади климата.

Леденото доба, сепак доаѓа на време

Значи, колку светот е потопол, толку океаните се попродуктивни и толку повеќе јаглерод е „заробен“, што на планетата и носи ладење. Разликата помеѓу циклусот на фосфор и силикатното трошење е во тоа што фосфорот во океанот не се намалува веднаш кога Земјата се лади - тој сè уште се ослободува од морското дно.

„Термостатот со органски јаглерод е сличен на силикатниот термостат, освен што има дополнителен „турбополнач“. Завршувате со толку многу хранливи материи во океанот, кои се рециклираат толку ефикасно што е многу тешко да се отстранат подоцна“, вели Риџвел.

Циклусот на фосфор на крајот се враќа во рамнотежа, но планетата може да „претерува“ со прилагодувањето во меѓувреме, што може да предизвика настани како „Земја на снежни топки“, велат истражувачите. Не е сосема јасно како овој втор термостат ќе реагира на современите климатски промени, но денешните океани имаат многу повеќе кислород отколку во минатото, што ја прави глобалната глацијација малку веројатна.

Наместо тоа, можно е овој органски јаглероден термостат да го надомести очекуваното одложување на следното ледено доба. Климатските промени ги нарушуваат природните циклуси на Земјата, а претходните истражувања сугерираат дека би можеле да го поместат следниот леден период (кој се очекува да започне за околу 11.000 години) за десетици илјади години.

Но, ако овој органски термостат се активира, нивоата на јаглерод диоксид во атмосферата би можеле да се вратат на природните нивоа многу побрзо, осигурувајќи дека следното ледено доба ќе пристигне на време.

„Без разлика колку е тоа временско одложување, овој механизам би можел повторно да го забрза. Леденото доба дефинитивно ќе започне во одреден момент. Само е прашање кога“, вели Риџвел.