ФОТО: Shuzhong Shen
За последние 540 миллионов лет Земля пережила пять массовых событий исчезновения видов, каждый из которых включал процессы, которые приводили к нормальному циклированию углерода через атмосферу и океаны. Эти глобально фатальные возмущения в углероде разворачивались тысячи лет и совпадают с широкомасштабным уничтожением морских видов во всем мире.
Вопрос для многих ученых заключается в том, что углеродный цикл теперь испытывает значительный толчок, который может склонить планету к шестому массовому вымиранию. В современную эпоху выбросы углекислого газа неуклонно росли с XIX века, но расшифровка того, может ли этот недавний всплеск углерода привести к массовому вымиранию, является сложной задачей. Это связано главным образом с тем, что трудно связать древние аномалии углерода, происходящие в течение тысяч и миллионов лет, к сегодняшним реалиям, которые происходят всего лишь чуть больше века.
Теперь Даниэль Ротман, профессор геофизики в Департаменте Земли, атмосферных и планетных наук Массачусетского технологического института, а также содиректор Центра Лоренца Массачусетского технологического института, проанализировали значительные изменения в углеродном цикле за последние 540 миллионов лет, в том числе пять массовых вымираний. Они определил «пороги катастрофы» в углеродном цикле, которые, если их превысят, приведут к нестабильной обстановке и, в конечном счете, к массовому вымиранию животных.
В статье, опубликованной в Science Advances, он предполагает, что массовое вымирание происходит, если будет перейден один из двух порогов: для изменений в углеродном цикле, которые происходят в течение длительного времени, последует исчезновение, если эти изменения происходят быстрее, чем могут быть адаптированы к глобальным экосистемам. Для углеродных возмущений, которые происходят в более короткие сроки, темпы изменений углеродного цикла не будут иметь значения; вместо этого размер или величина изменения определит вероятность события исчезновения.
Принимая во внимание это рассуждение, Ротман прогнозирует, что, учитывая недавний рост выбросов углекислого газа в относительно короткие сроки, шестое исчезновение будет зависеть от того, будет ли добавлено критическое количество углерода в океаны. Эта сумма, по его расчетам, составляет около 310 гигатонн, что, по его оценкам, примерно эквивалентно количеству углерода, которое человеческая деятельность будет способна добавить к мировым океанам к 2100 году.
Означает ли это, что массовое вымирание вскоре последует на рубеже веков? Ротман говорит, что для таких экологических катастроф потребуется некоторое время — около 10 000 лет. Однако он говорит, что к 2100 году мир, возможно, перейдет некий рубеж.
«Это не говорит о том, что на следующий день произойдет бедствие», — говорит Ротман. «Говорят, что, если его не остановить, углеродный цикл перейдет в стадию, когда уже не будет стабильным и будет вести себя так, что будет трудно предсказать его поведение. В геологическом прошлом этот тип поведения связан с массовым вымиранием видов.