Ученые на протяжении десятилетий полагали, что климат нашей планеты находится под контролем процесса выветривания горных пород. Этот механизм работает следующим образом: дождевые осадки поглощают углекислый газ из атмосферы и оказываются на суше. Вода разрушает горные породы, особенно силикатные, такие как гранит. Затем растворенные вещества, включая CO₂, попадают в океаны.
В океане углерод соединяется с кальцием из горных пород, формируя раковины и известняковые рифы. Эти образования оседают на дне океана, удерживая углерод на протяжении сотен миллионов лет, что постепенно снижает уровень CO₂ в атмосфере.
Геолог Энди Риджвелл, один из авторов исследования, отметил, что в условиях повышения температуры планета нагревается, и горные породы выветриваются быстрее, что приводит к большему поглощению CO₂, тем самым охлаждая климат.
Ранее считалось, что этот процесс служит стабилизирующим фактором, предотвращающим чрезмерные колебания температуры. Однако геологические данные свидетельствуют о том, что некоторые древние ледниковые периоды были столь суровыми, что лед и снег покрывали почти всю планету, что не может быть объяснено простым механизмом регулирования температуры.
Исследователи выявили дополнительный механизм, связанный с захоронением углерода в океанах. При увеличении уровня CO₂ в атмосфере и повышении температуры осадки переносят в море больше питательных веществ, таких как фосфор, что способствует росту планктона — микроскопических организмов, поглощающих углекислый газ через фотосинтез.
Когда планктон умирает, он тонет на дно океана, унося с собой углерод. Таким образом, углерод удаляется из атмосферы и сохраняется в океанических отложениях.
Однако в более теплых условиях эта система начинает изменяться. Усиленный рост планктона может привести к снижению уровня кислорода в океане. При меньшем количестве кислорода фосфор с большей вероятностью возвращается обратно в воду, вместо того чтобы навсегда захораниваться. Этот фосфор, в свою очередь, способствует еще большему росту планктона, что при разложении дополнительно истощает кислород.
Этот цикл продолжается, в результате чего огромные объемы углерода захораниваются, и глобальные температуры начинают падать, причем гораздо сильнее, чем они были изначально.
Риджвелл сравнил этот процесс с работой кондиционера. «Когда вы устанавливаете термостат на 25°C, кондиционер удаляет избыточное тепло, пока температура в помещении не достигнет заданной отметки», — объясняет он.
Климатическая система Земли функционирует аналогично, но может реагировать неравномерно, как если бы термостат находился далеко от кондиционера. Вместо стабильного регулирования температуры, такая обратная связь может привести к резкому похолоданию. В компьютерных моделях этот эффект оказался достаточно сильным, чтобы спровоцировать ледниковый период.
В древней атмосфере уровень кислорода был значительно ниже, что делало климатическую систему менее стабильной, что объясняет суровость ранних ледниковых периодов.
На сегодняшний день уровень кислорода в атмосфере значительно выше, чем в прошлом, что предполагает, что будущие похолодания, вероятно, будут менее выраженными. Более высокий уровень кислорода снижает силу обратной связи в океанах.
«Как будто термостат теперь ближе к кондиционеру», - добавил Риджвелл.
Тем не менее, этот эффект может быть достаточным для ускорения начала следующего ледникового периода. Однако это не повод для расслабления.
«В конечном счете, имеет ли значение, наступит ли следующий ледниковый период через 50, 100 или 200 тысяч лет? Нам нужно сосредоточиться на ограничении текущего потепления. То, что Земля в конечном итоге остынет, даже если это произойдет неравномерно, не произойдет достаточно быстро, чтобы помочь нам в течение нашей жизни», - подчеркнул ученый.
