Ученые объяснили, как глобальное потепление может привести к ледниковому периоду

В течение многих лет ученые исходили из того, что климат Земли регулируется естественным процессом выветривания горных пород. Этот процесс заключается в том, что дождь поглощает углекислый газ из атмосферы и попадает на сушу, где вода разрушает породы, такие как гранит. Растворенные материалы вместе с углекислым газом стекают в океаны.

В океанах углерод взаимодействует с кальцием, образуя раковины и известняковые рифы. Эти осадочные материалы накапливаются на морском дне, удерживая углерод на протяжении сотен миллионов лет и тем самым уменьшая уровень CO₂ в атмосфере.

По словам геолога Энди Риджвелла, одного из авторов исследования, «Когда планета нагревается, выветривание горных пород происходит быстрее, и поглощается больше углекислого газа, что приводит к охлаждению Земли». Это явление традиционно считалось стабилизирующим фактором, предотвращающим резкие колебания температуры. Однако геологические данные показывают, что некоторые древние ледниковые периоды были настолько суровыми, что лед и снег покрывали почти всю планету, что нельзя объяснить простой системой регулирования температуры.

Исследователи выявили дополнительный механизм, касающийся захоронения углерода в океанах. При увеличении концентрации CO₂ и повышении температуры осадки переносят больше питательных веществ, таких как фосфор, в море. Эти вещества способствуют росту планктона — микроскопических организмов, поглощающих углекислый газ в процессе фотосинтеза. Когда планктон умирает, он опускается на дно и уносит с собой углерод, тем самым удаляя его из атмосферы и храня его в океанских отложениях.

В теплых условиях эта система претерпевает изменения: усиленный рост планктона приводит к снижению уровня кислорода в океане. При нехватке кислорода фосфор скорее высвобождается обратно в воду, чем захоранивается навсегда. Это создает замкнутый цикл, в котором планктон продолжает расти, истощая кислород, и в конечном итоге огромные объемы углерода сохраняются, а глобальные температуры начинают падать, причем значительно сильнее, чем были изначально.

Риджвелл сравнивает этот процесс с работой кондиционера: «Представьте, что вы устанавливаете термостат на 25°C. Когда температура на улице растет, кондиционер удаляет избыточное тепло, поддерживая температуру в комнате на нужном уровне». Климат Земли функционирует аналогично, но может реагировать неравномерно, что приводит к значительному похолоданию.

Компьютерные симуляции показали, что этот эффект может быть достаточно сильным, чтобы спровоцировать ледниковый период. Более низкий уровень кислорода в древней атмосфере также делал климатическую систему менее стабильной, что объясняет суровость ранних ледниковых периодов.

Сегодня уровень кислорода на Земле значительно выше, чем в прошлом, что делает будущее похолодание, вероятно, менее экстремальным. Высокий уровень кислорода снижает силу обратной связи в океанах, как если бы термостат был ближе к кондиционеру, по словам Риджвелла.

Тем не менее, этот эффект может ускорить начало следующего ледникового периода. Однако, как подчеркивает ученый, важно сосредоточиться на ограничении текущего потепления. «Независимо от того, наступит ли следующий ледниковый период через 50, 100 или 200 тысяч лет, мы должны действовать сейчас. То, что Земля в конечном итоге остынет, даже если это произойдет неравномерно, не поможет нам в ближайшие жизни», - добавил он.