Около 183 миллионов лет назад вулканическая активность в современной Южной Африке высвободила около 20 500 гигатонн углекислого газа (CO 2) в систему океан-атмосфера за период от 300 до 500 тысяч лет. Нехватка кислорода или аноксия в воде в это время, известная как Тоарское океаническое аноксическое событие (T-OAE), вызвала массовое вымирание морских видов.
Деятельность человека после промышленной революции уже привела к тому, что совокупные выбросы CO 2 составляют 12% от общего объема выбросов CO 2 в течение всего периода T-OAE, то есть менее чем за 0,1% времени. T-OAE предвещает, что может случиться с нашими океанами, если выбросы парниковых газов продолжат увеличиваться.
«Вы можете увидеть множество окаменелостей в океанских отложениях до T-OAE, а затем внезапно они исчезают», — говорит Франсуа Тиссо из Калифорнийского технологического института, профессор кафедры геохимии и исследователь Медицинского исследовательского института наследия.
Тиссо является соавтором нового исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences, в котором описывается степень аноксии океана во время Т-ОАЭ.
Команда под руководством исследователей из Университета Джорджа Мейсона собрала 30 образцов слоистого известняка из региона Меркато-Сан-Северино на юге Италии, чтобы оценить степень дезоксигенации океана во время T-OAE.
Команда проанализировала образцы на содержание урана и изотопный состав. Изотопы — это двойная версия элемента с разным количеством нейтронов и, следовательно, с очень незначительной разной массой.
Относительное содержание изотопов урана в океане зависит от количества аноксии. Это означает, что, измеряя изотопный состав урана в океане, ученые могут сделать вывод о количестве аноксии в океане.
В отсутствие реальных образцов морской воды из прошлого учёные могут использовать для неё заменители, такие как карбонатные породы, которые точно фиксируют состав морской воды.
Когда в океане много кислорода, уран предпочитает оставаться в растворимой форме, растворенной в морской воде. Но когда кислорода в воде становится все меньше, уран начинает выпадать в осадок из морской воды и оседает в отложениях на дне океана.
Таким образом, благодаря тщательному моделированию, разработанному бывшим постдокторантом Калифорнийского технологического института Майклом Киппом, Тиссо и его коллегами, количество урана в пробах морского дна может указывать на процентное содержание кислорода в океане во время T-OAE.
«Используя эту модель, мы обнаружили, что аноксия достигла пика в 28–38 раз по сравнению с современным океаном», — говорит Тиссо. «Сегодня лишь около 0,2% дна океана покрыто бескислородными отложениями, подобными тем, что встречаются в Черном море. Во времена Т-ОАЭ, 183 миллиона лет назад, это составляло от 6% до 8% океана. пол, покрытый бескислородным осадком».
Результаты показывают, что прошлые события ОАЭ могут предвещать последствия антропогенных выбросов CO 2 на морские экосистемы.
«Если мы не сократим выбросы углекислого газа и продолжим увеличивать выбросы CO 2 , мы ясно увидим, что это будет иметь серьезные негативные последствия для экосистемы океана», — говорит Тиссо.
