Исследователи из Университета Сент-Эндрюс пролили новый свет на фундаментальную роль углекислого газа (CO 2) в геологическом потеплении и охлаждении Земли.
Атмосферный углекислый газ — самый важный парниковый газ Земли. Он поглощает тепло и излучает большую его часть обратно на Землю, поэтому, когда уровень CO 2 в атмосфере повышается, климат Земли теплеет. Однако, хотя роль CO 2 в недавнем изменении климата хорошо изучена, его роль в геологическом прошлом была «заключена в породах».
Впервые новое исследование, проведенное группой ученых из Школы наук о Земле и окружающей среде Университета Сент-Эндрюс и опубликованное в журнале Nature Geoscience, раскрыло важную часть геологической летописи, которая охватывает один из крупнейших климатических переходов, свидетелями которого стала сложная жизнь.
Новые результаты предоставляют важные доказательства того, что на протяжении сотен миллионов лет CO 2 регулирует климат и условия окружающей среды на Земле, играя ключевую роль в процессе вхождения мира в ледниковые периоды и выхода из них.
Ведущий автор исследования Хана Юрикова работала с девятью другими университетами и институтами по всему миру, чтобы реконструировать, как изменялся уровень CO2 в каменноугольный и пермский периоды, между 335 и 265 миллионами лет назад, в период, известный как поздний палеозойский ледниковый период, когда климат Земли резко стал холоднее.
Исследователи использовали химические отпечатки, хранящиеся в ископаемых раковинах брахиопод, древних моллюскообразных организмов, которые являются одними из древнейших существующих животных и до сих пор населяют океаны. Эти раковины сохранились во все периоды времени ископаемой летописи, архивируя подсказки о том, как развивались климат и окружающая среда Земли. Объединив несколько химических отпечатков, команда смогла точно рассчитать, сколько CO 2 было в атмосфере Земли в прошлом и как оно менялось.
«Это показало, что поздний палеозойский ледниковый период продлил низкие уровни CO 2, беспрецедентные в истории Земли. Затем, 294 миллиона лет назад, уровень CO 2 в атмосфере резко вырос из-за масштабных вулканических извержений, которые потеплели на планете и растопили лед», — объясняет Юрикова. «Конец позднего палеозойского ледникового периода стал поворотным моментом в эволюции жизни и окружающей среды, что привело к появлению рептилий. Теперь мы знаем, что это было обусловлено углекислым газом».
Это исследование дает новое понимание того, как CO 2 и климат Земли развивались в длительных геологических масштабах времени, демонстрируя центральную роль CO 2 в основных климатических переходах. Низкий уровень CO 2 в атмосфере в каменноугольный период вызвал обширный ледниковый период, в то время как повышенный уровень CO 2 в начале пермского периода привел к глобальному потеплению и таянию ледниковых щитов.
«Этот временной интервал дает потенциальный геологический аналог воздействия CO 2 на нашу планету», — объясняет соавтор исследования Джеймс Рэй. «Выбросы CO 2 в прошлом вызывали значительное глобальное потепление и повышение уровня моря, и если их не остановить, они сделают это снова в будущем».
