Skrytý, přeplňovaný „termostat“ může způsobit, že se Země přepne na změnu klimatu
Země může reagovat na obrovské množství oxidu uhličitého (CO (CO2), že lidé pumpují do atmosféry „nadměrnou korekcí“ nerovnováhy, což by mohlo vést k tomu, že příští doba ledová dorazí včas, místo aby byl zpožděn o desítky tisíc let, jak se dříve předpovídalo.
Důvodem je nově nalezený „termostat“, který pod mořským dnem tak efektivně pohřbí hory uhlíku, že by vědci objevili do 100 000 let.
S oběma termostaty pracujícími v tandemu je možné, že další doba ledové by mohla začít včas, místo bytí zpožděno účinky změny klimatuStudie spoluautor Andy RidgwellProfesor geologie na University of California, Riverside, řekl Live Science.
Nově nalezený termostat nechrání lidi žijící nyní před účinky globálního oteplování, uvedl spoluautor studie Dominik HülseMatematik a biogeochemický modelář na University of Bremen v Německu. „Neznamená to, že budeme v bezpečí před globálním oteplováním v příštích 100 nebo dokonce 1 000 letech,“ řekl Live Science.
Vědci již dlouho měli podezření, že Země reguluje své klima v geologických časových úsecích. Od 80. let se vědci teoretizovali o mechanismu zvaném silikátní povětrnostní zpětná vazba, ke kterému dochází, když déšť zachytí CO2 ze vzduchu a rozprašuje ho na silikátové horniny – skály s minerály vyrobenými z kyslíku a křemíku, které tvoří asi 90% krusty planety. CO2 Reaguje s těmito horninami, rozpustí je a vytváří molekuly, které vyluhovají do země a nakonec skončí v oceánu. Jakmile tam bylo, co bylo kdysi co2 Vytváří vápenec a křída, což znamená, že je zamčený po dobu milionů let.
Zpětná vazba zvětrávání silikátu je jako termostat, protože čím více CO2 to je v atmosféře, teplejší Země dostane a čím více se vodní cyklus zesiluje. Jak se srážení zvyšuje, křemičitan zvětrává zrychlení, což znamená více CO2 je přenesen do oceánu a atmosférického Co2 Znovu klesá na úrovni pozadí.
Zpětná vazba také funguje opačně. „Pokud se příliš chladí a co2 je příliš nízký, pak termostat konzumuje příliš málo CO2 ve srovnání s pozadím neustálého uvolňování CO2 Z pláště, z sopkových a jiných magmatických rysů, “řekl Ridgwell. V tomto scénáři, méně Co CO2 Skončí v hladině oceánu a atmosférické úrovně pomalu rostou zpět na průměrnou úroveň, řekl.
Ale zpětná vazba silikátu se pohybuje pomalu; Může to trvat až 1 milion let po poruchách, aby se vyvařilo Colance Co2 úrovně. Výsledkem je, že existují klimatické události, které nedokáže vysvětlit, včetně ledovcových a interglaciálních cyklů Země, které se vyznačují obrovskými výkyvy v CO2 Hladiny a teplota, která se vyskytuje zhruba každých 100 000 let, řekl Ridgwell.
Silicate Weathering také nedokáže vysvětlit Události Snowball EarthCož úplně pokrývá planetu na ledě, řekl Hülse. Pokud by silikátové zvětrávání bylo jediným termostatem regulujícím pozemský klima, jeho hladký vyrovnávací akt by mu zabránil převrácení do takových extrémních podmínek, vysvětlil Hülse.
Druhý „termostat“
Nový výzkum byl inspirován Hülseova doktorská disertační práceve kterém vypočítal, kolik organického uhlíku bylo během minulých klimatických událostí zachováno v oceánských sedimentech. Jeho výsledky ukázaly, že po období intenzivní sopečné aktivity a oteplování byly na mořské dno uloženy hory organického uhlíku. Toto zjištění naznačovalo, že by mohlo existovat spojení mezi atmosférickým CO2 Hladiny a pohřeb organického uhlíku v oceánu.
„V historii Země jsou určitě časy, kdy bylo uloženo mnoho organického uhlíku,“ řekl Ridgwell. „Zjistili jsme, že se musí dějí jiné věci (kromě silikátového zvětrávání), ale je mnohem složitější vložit model.“
Hülse a Ridgwell však tuto výzvu vyřešili v nové studii tím, že sloučili své jednotlivé projekty na jediný globální model cyklu uhlíku v klimatu, který představoval organické pohřeb v mořském dně. Jejich výsledky odhalily druhý „termostat“ zakořeněný v pozemském fosforovém cyklu, který začíná na souši s horninami obsahujícími minerály, jako je apatit, uvedli vědci.
Zvětšení těchto hornin kvůli srážení uvolňuje fosfor, který vyluhuje do země, vstupuje do potoků a řek a nakonec končí v oceánu. Tam je fosfor klíčovou živinu pro malé fotosyntetické stvoření známé jako Phytoplankton, které jej používají k palivovým celoutám. Když fytoplankton umírá, potopí se na dno oceánu, kde ukládají organický uhlík, fosfor a další živiny.
V teplejším světě se více fosforu promývá do oceánu a fytoplankton proliferuje, což znamená, že více organického uhlíku a fosforu dosáhnou mořského dna. Teplejší oceány však také drží méně kyslíku, protože kyslík se stává méně rozpustným, jak se teploty zvyšují. Tato deoxygenace uvolňuje uložené fosfor zpět do vodního sloupce a pohřbívá organický uhlí v sedimentech.
„Přesně to, jak se to stane, není mechanicky zcela známo, ale víme, že se to stane,“ řekl Ridgwell. „Tam, kde jsme tyto události měli v minulosti, kde vidíme, že po oteplování je pohřbeno obrovské množství organického uhlíku, je v tomto materiálu velmi, velmi, velmi málo fosforu ve srovnání s normálním materiálem. Pokud není pohřben, muselo být vráceno do oceánu.“
Jakmile se fosfor je recyklován, opakuje potravinový řetězec a fytoplankton se nadále proliferuje, když se hodí na fosforu ze země i z oceánu. To vede k boomu fytoplanktonu, který stále ještě více CO2 Z atmosféry a usazení stále více a více organického uhlíku na mořské dno, což snižuje globální teploty.
Čím teplejší svět tedy dostane, tím produktivnější jsou oceány a čím více uhlíku je uzamčena, což ochlazuje klima. Rozdíl mezi fosforem a zvětráváním silikátu je však to, že fosfor v oceánu neklesne, jakmile se Země ochladí, protože se i nadále uvolňuje na mořském dně.
„Termostat organický uhlík je trochu jako termostat silikát, kromě toho, že má tento kompresor,“ řekl Ridgwell. „Skončíte s tolika živinami v oceánu – a jsou recyklovány velmi efektivně – že je velmi obtížné se jich znovu zbavit.“
Cyklus fosforu nakonec znovu získává rovnováhu, ale mezitím se planeta může „přepracovat“ a vyvolat události jako Snowball Earth, uvedli vědci. Není jasné, jak tento druhý termostat nyní reaguje na změnu klimatu, ale oceán je tak bohatý na kyslík ve srovnání s tím, že sněhová koule je nepravděpodobná, uvedli.
Místo toho je možné, že termostat organický uhlík nahradí zpoždění očekávané pro další dobu ledové. Změna klimatu narušuje přirozené cykly Země a předchozí výzkum Navrhuje, že by to mohlo posunout zpět další ledovcové období, které je splatné asi za 11 000 let, o desítky tisíc let. Pokud se však aktivovaný termostat organický uhlík aktivuje, atmosférická CO2 Mohl by se vrátit na úrovně pozadí mnohem rychleji a zajistit, aby další doba ledové dorazila včas.
„Ať už budeme s jakýmkoli zpožděním, s tím skončíme pro další dobu ledové … přemýšlení o tomto mechanismu by ho mohlo znovu vrátit vpřed,“ řekl Ridgwell. „Jeden začne jistě v určitém okamžiku; jde o to, kdy to začne.“
