Земля приближается к разогреву, которого не было десятки миллионов лет

На протяжении десятилетий ученые исследовали глубоководные отложения древних окаменелостей, которые могут предоставить информацию о климате прошлого и химическом составе атмосферы, в частности, об углеродном балансе. Теперь эти собранные воедино данные позволили составить профиль изменения климата за последние 66 миллионов лет – от времени, когда погибли динозавры в результате падения гигантского метеорита.

Тысячи образцов глубоководных отложений разных эпох были проанализированы, что позволило составить подробный климатический профиль и сравнить нынешние колебания температуры с тем, что было в древности. В работе описываются колебания на протяжении всего кайнозоя: от 66 млн лет назад до наших дней.

Результат показал, что Земля за это время прошла четыре климатических состояния, которые получили названия Warmhouse, Hothouse, Coolhouse и Icehouse. Зигзагообразная диаграмма заканчивается весьма очевидным пиком, который соответствует нашим дням и показывает, что темп роста температуры сейчас гораздо выше, чем естественные колебания, которые были ранее.

«Теперь, когда нам удалось уловить естественную изменчивость климата, мы можем видеть, что прогнозируемое потепление будет намного сильнее, - сказал ведущий автор работы Джеймс Закос из Калифорнийского университета в Санта-Круз. – Прогнозы к 2300 году говорят о том, что температура достигнет уровня, которого планета не видела 50 миллионов лет».

Чтобы составить эту климатическую диаграмму, ученые исследовали окаменелости в кернах глубоководных отложений. В них изучался микроскопический планктон, самые древние родственники которого появились в океане около миллиарда лет назад. Соотношение изотопов разных элементов в фрагментах планктона давала важную климатическую информацию. Например, соотношение изотопов кислорода-18 и кислорода-16 показывает, насколько теплой была окружающая вода, когда планктон формировался. Соотношение углерода-13 и углерода-12 показывает, сколько органического углерода было доступно планктону для еды, и это демонстрирует концентрацию парниковых газов (например, двуокиси углерода) в атмосфере.

Поскольку охватывался такой длительный период, ученым пришлось учитывать и астрономические факторы. В частности, влияние изменений орбиты Земли и циклов Миланковича. Когда были объединены орбитальные параметры с изотопными климатическими данными, получилась диаграмма, которая показала изменения климата на всем протяжении кайнозоя.

Например, примерно через 10 миллионов лет после исчезновения динозавров температура очень выросла. Это событие, известное как палеоцен-эоценовый максимум, привело к повышению средней температуры. Это соответствовало массовому выбросу углерода в атмосферу, связанному с вулканической активностью в Северной Атлантике. В течение следующих 20 миллионов лет концентрация углекислого газа стала снижаться в атмосфере, начали формироваться ледяные щиты Антарктиды и планета вошла в фазу охлаждения.

Около 3 миллионов лет назад Земля вошла в фазу оледенение в Северном полушарии. Теперь же выбросы парниковых газов приводят к повышению температуры, которая может побить рекорды десятков миллионов лет. Причем темп повышения выходит за рамки естественных колебаний, которые можно отследить по собранным данным. В таком режиме температурный максимум палеоцен-эоценового периода будет достигнут не за миллионы, а за сотни лет.

«Теперь мы знаем более точно, когда на планете было холоднее и теплее, чем сейчас, лучше понимаем динамику процесса, - сказал автор исследования Томас Вестерхольд из Бременского университета. – В период от 66 до 34 млн лет назад планета была значительно теплее, чем сейчас, и этот период представляет особый интерес, потому что мы можем провести параллель с нынешним временем».