Исследователям в самых точных деталях удалось определить атмосферные уровни углекислого газа за прошлые 2,1 миллиона лет с помощью анализа раковин одноклеточного планктона. Их результаты проливают новый свет на роль CO2 в циклах похолодания и потепления Земли, подтверждая подозрения многих ученых, что более высокие уровни углекислого газа совпали с более теплыми интервалами во временном периоде. Но это также исключает снижение уровня CO2 в качестве причины ледниковых периодов на Земле, ставших более длинным и интенсивным приблизительно 850000 лет назад. Исследование, опубликованное 19 июня 2009 года в журнале Science, показывает, что пиковые уровни CO2 за прошлые 2,1 миллиона лет составляли в среднем только 280 долей на миллион; сегодня CO2 уже 385 долей на миллион, что на 38% выше. Это открытие означает, что исследователи должны оглянуться назад в поисках аналога современного изменения климата.
Исследование Барбель Хёниш (Barbel Honisch), геохимика из Ламонт-Доэрти (Lamont-Doherty) обсерватории Земли, и ее коллег восстановило уровни CO2, анализируя раковины одноклеточного планктона, захоронения которого находятся недалеко от берегов Африки. Датируя раковины и измеряя соотношение изотопов бора, они установили сколько CO2 было в воздухе, когда планктон был жив. Этот метод позволил им заглянуть еще дальше в прошлое, чем те свидетельства, которые сохранены в коре полярного льда и охватывают только 800 000 лет.
Приблизительно 850000 лет назад циклы климата на Земле перешли от 40000-летних циклов к более долгим 100000-летним циклам. Период времени от 800–1000 тысяч лет назад называют переходом среднего плейстоцена (mid-Pleistocene transition), и так как ритмы орбиты Земли не изменялись, некоторые ученые приписали это изменение падению уровней CO2. Но исследование обнаружило, что CO2 был разряжен во время этого переходного периода и вряд ли вызвал изменение.
“Предыдущие исследования показали, что CO2 не очень изменялся за прошлые 20 миллионов лет, но вероятность была не достаточно высокой, чтобы говорить об этом однозначно”, – сказала Хёниш. “Это исследование говорит нам, что CO2 не был главным спусковым механизмом, хотя наши данные продолжают подсказывать, что парниковые газы и планетарный климат глубоко связаны”.
Время ледниковых периодов, как полагают, управляется главным образом орбитой Земли и ее наклоном, который определяет, сколько солнечного света попадает на каждое полушарие. Два миллиона лет назад Земля подвергалась ледниковому периоду каждые 41000 лет. Но в какой-то момент, приблизительно 850000 лет назад, цикл увеличился до 100000 лет, и ледяные пласты достигли больших уровней, чем за несколько миллионов лет — слишком огромных, чтобы их можно было объяснить одним только орбитальным изменением.
Глобальный спад в CO2 — только одна из теорий, предложенная в качестве причины перехода. Вторая теория предполагает, что продвигающиеся ледники в Северной Америке “снимали” почву в Канаде, в результате чего на оставшемся фундаменте образовался более толстый и более прочный лед. Третья теория бросает вызов подсчетам циклов и задается вопросом: “А случился ли переход вообще?”
Низкие уровни углекислого газа, обрисованные в общих чертах исследованием в течении прошлых 2,1 миллионов лет, делают современные уровни, вызванные индустриализацией, даже более аномальными, говорит Ричард Алли (Richard Alley), гляциолог из государственного университета Пенсильвании, который не был вовлечен в исследование.
“Мы знаем из просмотров нескольких предыдущих климатических отчетов, что большое и быстрое увеличение СО2 в прошлом (приблизительно 55 миллионов лет назад) вызвало исчезновение огромного количества существ, живших в океанических глубинах, и уничтожило много раковин, поскольку океан стал кислым”, – сказал он. “Сегодня мы следуем в этом же направлении”.
Попытка распознать уровни углекислого газа в прошлом, используя бор – элемент выпущенный извергающимися вулканами и используемый в домашнем мыле, велась в прошлом десятилетии соавтором исследования Гари Хеммингом (Gary Hemming), исследователем в Колледже Куинса и Ламонт-Доэрти. Другие авторы исследования — Джерри Макмэнус (Jerry McManus), также в Ламонте; Дэвид Арчер (David Archer) из университета Чикаго; и Марк Сиддол (Mark Siddall) из университета Бристоля (Великобритания).
Источник: EurekAlert