Миллионы лет назад извержения вулканов нагрели Землю: теперь мы знаем, как отреагировали растения

Геологическая история Земли, возраст которой составляет более 4,5 миллиарда лет, отмечена периодами катастрофических извержений вулканов, выбросивших невероятное количество углерода в атмосферу планеты и в ее океана. Резкое увеличение углерода привело к быстрому потеплению планеты, которое повлекло массовое вымирание как на суше, так и в океане. Кроме того эти периоды вулканизма также могли нарушить системы регулирования углерода и климата на следующие миллионы лет, пишет PHYS.org.

Сегодня Земля вновь оказалась в уязвимом положении — над планетой навис климатический кризис, обрушивший на нее невероятные волны жары, засухи и наводнений. Ураганы в Атлантике стали экстремальными и ученые предупредили, что ситуация будет лишь усугубляться, если человечество так и не сможет отказаться от сжигания ископаемого топлива.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Для решения нынешних климатических проблем планеты ученые часто обращаются к прошлому Земли. Геологическая история позволяет ученым взглянуть на то, как климат в планеты реагировал на подобные изменения в прошлом, а следовательно разработать более эффективные стратегии.

В новой работе ученые, изучающие Землю и окружающую среду в Университете Аризоны и Лидса, а также CNRS Тулузы и Швейцарского федерального института исследований лесов, снега и ландшафтов (WSL), сосредоточились на понимании того, как растительность реагирует и развивается в ответ на крупные климатические сдвиги. Также ученые стремились выяснить, как подобные сдвиги могут повлиять на естественную систему регулирования углерода и климата на планете.

Вывод команды основан на геохимическом анализе изотопов в отложениях. В ходе исследования ученые сравнили данные со специально разработанной моделью, включающей представление растительности и ее роли в регулировании геологической климатической системы. Простыми словами, ученые использовали климатическую модель, чтобы проследить, как система Земли реагирует на резкий рост углерода в результате вулканической активности при различных сценариях.

Исследование ученых основано на трех значительных климатических сдвигах в истории планеты. Одним из них стало событие Сибирских траппов, вызвавшее массовое вымирание в пермско-триасовом периоде около 252 миллионов лет назад.

По словам соавтора исследования, профессора Тараса Геря из ETH Zurich, это событие высвободило около 40 000 гигатонн углерода всего за 200 000 лет. За этим последовало увеличение средней глобальной температуры на планете на 5-10°C, а далее наступило самое масштабное массовое вымирание в истории планеты.

Ведущий автор исследования Джулиан Роджер из ETH Zurich отмечает, что восстановление растительности после события Сибирских траппов заняло несколько миллионов лет. В течение всего этого времени система регулирования углерода и климата планеты была ослаблена и неэффективна, что в итоге привело к затяжному периоду потепления климата.

Авторы исследования обнаружили, что масштаб последствий таких событий определяет тем, насколько быстро выброшенный углерод может быть возвращен обратно в недра Земли. Они также обнаружили, что время, необходимое климату для достижения нового состояния равновесия, зависит от того, насколько быстро растительность адаптируется к повышению температуры. Что касается жизни на планете: некоторым удалось адаптироваться путем эволюции, другим — путем миграции в более прохладные регионы, а третьи — вымерли.

Однако некоторые геологические события были настолько катастрофическими, что у видов растений просто не было достаточно времени для миграции или адаптации к устойчивому повышению температуры. Последствия этого оставили свой геохимический след в эволюции климата на тысячи, возможно, миллионы лет.

Авторы исследования считают, что прошлое нашей планеты указывает на то, что нас ждет в будущем, а потому человечеству стоит проснуться и предпринять эффективные шагни, чтобы не допустить большего нагрева планеты.