По мнению международной группы ученых, изменения на орбите Земли, которые благоприятствовали более жарким условиям, могли способствовать быстрому глобальному потеплению 56 миллионов лет назад, которое считается аналогом современного изменения климата.
«Палеоцен-эоценовый тепловой максимум — это самое близкое из того, что мы имеем в геологической летописи, к тому, что мы переживаем сейчас и можем испытать в будущем в связи с изменением климата», — сказал Ли Камп, профессор геолого-геофизических исследований в Пенсильванском университете. «Был большой интерес к лучшему разрешению этой истории, и наша работа затрагивает важные вопросы о том, что вызвало событие и скорость выбросов углерода».
Ученые проанализировали образцы керна из хорошо сохранившейся записи PETM у побережья Мэриленда, используя астрохронологию, метод датирования отложений по орбитальным закономерностям, которые происходят на протяжении от десятков до сотен тысяч лет, известные как циклы Миланковича.
Они обнаружили, что форма орбиты Земли (эксцентриситет) и колебание ее вращения (прецессия) благоприятствовали более горячим условиям в начале PETM, и что эти орбитальные конфигурации вместе могли сыграть роль в запуске события.
«Орбитальный триггер мог привести к выбросу углерода, который вызвал глобальное потепление на несколько градусов во время PETM, в отличие от того, что на данный момент является более популярной интерпретацией, что массивный вулканизм высвободил углерод и вызвал событие», — сказал Камп, Джон Леоне. Декан Колледжа наук о Земле и минералах.
Выводы, опубликованные в журнале Nature Communications, также показали, что начало PETM длилось около 6000 лет. Предыдущие оценки варьировались от нескольких лет до десятков тысяч лет. По словам ученых, время важно для понимания скорости выброса углерода в атмосферу.
«Это исследование позволяет нам уточнить наши модели углеродного цикла, чтобы лучше понять, как планета реагирует на введение углерода в эти временные масштабы, и сузить возможности источника углерода, который привел к PETM», — сказал Мингсонг Ли, доцент. в Школе наук о Земле и космосе Пекинского университета и бывшим доцентом-исследователем наук о Земле в Пенсильванском университете, который является ведущим автором исследования.
Начало в 6000 лет в сочетании с оценками того, что 10 000 гигатонн углерода было выброшено в атмосферу в виде углекислого газа или метана, вызывающих парниковый эффект, указывает на то, что ежегодно выбрасывалось около полутора гигатонн углерода.
«Эти темпы почти на порядок ниже, чем сегодняшние темпы выбросов углерода, так что это вызывает некоторое беспокойство», — сказал Камп. «Сейчас мы выделяем углерод со скоростью, которая в 5-10 раз превышает наши оценки выбросов во время этого геологического события, которое оставило неизгладимый след на планете 56 миллионов лет назад».
Ученые провели анализ временных рядов содержания кальция и магнитной восприимчивости, обнаруженных в ядрах, которые являются показателями изменений орбитальных циклов, и использовали эту информацию для оценки скорости PETM.
Орбита Земли изменяется предсказуемым и поддающимся расчетам образом из-за гравитационного взаимодействия с Солнцем и другими планетами Солнечной системы. Эти изменения влияют на то, сколько солнечного света достигает Земли, и на его географическое распределение и, следовательно, влияют на климат.
Причина, по которой эти орбитальные изменения отражены в геологических записях, заключается в том, что они влияют на климат. И это влияет на то, насколько продуктивны морские и наземные организмы, сколько осадков выпадает, насколько велика эрозия на континентах и, следовательно, сколько отложений переносится в океанскую среду.
Эрозия рек Палео Потомак и Саскуэханна, которые в начале ПЭТМ могли соперничать со стоком реки Амазонки, перенесла отложения в океан, где они отложились на континентальном шельфе. Это образование, называемое глиной Мальборо, в настоящее время находится внутри суши и представляет собой один из наиболее хорошо сохранившихся образцов ПЭТМ.
«Мы можем создавать истории, копаясь в слоях отложений и извлекая определенные циклы, которые создают эту историю, точно так же, как вы можете извлечь каждую ноту из песни», — сказал Камп. «Конечно, некоторые записи искажены и есть пробелы, но мы можем использовать те же типы статистических методов, которые используются в приложениях, которые могут определить, какую песню вы пытаетесь спеть. Вы можете спеть песню, и если вы забудете половину слова и пропустить припев, он все равно сможет определить песню, и мы можем использовать тот же подход для восстановления этих записей».
