|
Экстремальные климатические условия 'Снежной Земли'
|
|
|
|
За всю историю климата Земли лишь немногие явления были настолько экстремальными, как те, которые геологи называют "Снежной Землей". "Сейчас наступили времена, когда геологические данные указывают на то, что Земля замерзла, по существу, от полюса до полюса", - говорит Трент Томас, планетолог из Вашингтонского университета и автор нового исследования о снежном коме Земли, опубликованного недавно в журнале Geology. "Температура воды на всей поверхности Земли в основном ниже точки замерзания. Это, вероятно, самая холодная температура за всю историю существования Земли".
|
|
|
|
Но ученые все еще задаются вопросом, почему эти события происходят в первую очередь и что приводит к их прекращению. Ответы связаны с круговоротом углерода на Земле, который регулирует наш климат подобно термостату. Томас говорит, что во время событий, связанных со снежным комом на Земле, этот термостат выходит из строя. Понимание того, как углеродный цикл реагирует на экстремальные сценарии, имеет решающее значение для прогнозирования будущего изменения климата.
|
|
|
|
Томас и его коллеги заинтересовались двумя событиями, произошедшими на Земле в период между 720 и 635 миллионами лет назад. Примечательно, что одно из них продолжалось в 14 раз дольше другого, соответственно, 56 и 4 миллиона лет. Причина этого расхождения может дать важную информацию о химических системах, которые управляют работой Земли.
|
|
|
|
|
|
|
Снежный ком на Земле начинается, когда ледяные щиты растут от полюсов и тянутся к экватору. Поскольку отражающие ледники покрывают большую часть поверхности Земли, больше солнечного света отражается обратно в космос по принципу обратной связи, который сохраняет планету холодной. Но за миллионы лет накопление углекислого газа, выбрасываемого вулканами, достигает определенного уровня, и период похолодания внезапно и катастрофически заканчивается. Как правило, за снежными комами следуют одни из самых теплых периодов в истории Земли.
|
|
|
|
Но, по словам Томаса, "что-то должно сильно отличаться в углеродной системе между двумя событиями "Снежного кома на Земле", если у вас будет такое резкое расхождение" в их продолжительности. Это могут быть две причины: изменение скорости поступления CO2 в атмосферу из-за вулканов или скорости удаления CO2 в результате естественного процесса, называемого выветриванием, при котором горные породы разрушаются и выводят углерод из атмосферы.
|
|
|
|
По словам Томаса, нет никаких свидетельств того, что интенсивность вулканизма изменилась в период между двумя снежными комами, поэтому наиболее вероятной причиной является атмосферное воздействие. Но выветривание на суше, основной механизм, посредством которого углерод выводится из атмосферы, замедляется во время снежного кома.
|
|
|
|
Чтобы решить эту головоломку, Томас и его команда создали компьютерную модель земной системы, чтобы посмотреть, смогут ли они воспроизвести 14-кратную разницу в продолжительности снежного кома. Они обнаружили, что при постоянном поступлении CO2 из вулканов единственным способом добиться такой разной продолжительности оледенений в течение криогенного периода было изменение скорости выветривания морского дна.
|
|
|
|
В наше время выветривание морского дна приводит к незначительному удалению CO2. Но 700 миллионов лет назад оно, по-видимому, играло важную роль в том, как долго продолжались снежные комы. Во время более продолжительного оледенения выветривание морского дна, должно быть, происходило быстрее, что приводило к удалению большего количества CO2 из атмосферы.
|
|
|
|
"Вот самосогласованный способ создания единого длинного снежного кома. Раньше это было проблемой — модели не могли этого сделать", - говорит Томас. "Теперь мы покажем на примере выветривания морского дна, вот как это делается".
|
|
|
|
Хотя для подтверждения этого необходимы дополнительные исследования, Томас считает, что разница в скорости выветривания морского дна между двумя событиями "Снежного кома на Земле" может быть связана с изменениями пористости горных пород, из которых состоит морское дно. Более высокая пористость позволяет большему количеству морской воды взаимодействовать с породой и обветривать ее, улавливая CO2. Эта пористость может контролироваться количеством растворенного в морской воде сульфата, который может вступать в реакцию с кальцием под воздействием тепла гидротермальных источников с образованием минералов, закупоривающих поры и предотвращающих выветривание.
|
|
|
|
"Это просто для того, чтобы начать разговор, - говорит Томас, - чтобы по-настоящему подчеркнуть, что мы знаем недостаточно, чтобы по-настоящему понять, как изменяющиеся условия, связанные с падением Снежного кома на Землю, повлияют на выветривание морского дна".
|
|
|
|
Источник
|
