Между научната общност, правителствата, хуманитарните организации и дори военните планиращи смяна на климата се счита за най-голямата заплаха пред човечеството днес. Между увеличенията на глада, болестите, наводненията, изместването, екстремното време и хаоса, които водят до това, става ясно, че начинът, по който караме нашата планета да се затопли, има тежки последици.
Но има редица сценарии, при които вредата, нанесена сега, може да доведе до убягващ ефект, водещ до масово изчезване. Тази възможност беше показана в скорошно проучване, проведено от професора на MIT Даниел Ротман с подкрепата на НАСА и Националната научна фондация (NSF). Според Ротман имаме опасност от нарушаване на „въглеродния праг“, което би могло да доведе до бягство с земните океани.
Ротман, професор по геофизика и съдиректор на центъра в Лоренц в отдела за земни, атмосферни и планетарни науки на MIT, прекара последните няколко години, предупреждавайки ни за критичния праг, пред който сме изправени. През 2017 г. той публикува статия в Научен напредък които предупреждават как океаните на Земята могат да задържат достатъчно въглероден диоксид до 2100 г., за да предизвикат масово изчезване.
Оттогава Ротман усъвършенства това предсказване, като изучава начина, по който въглеродният цикъл реагира, след като бъде избутан през критичния праг. В новата си книга, която се появи в Сборник на Националната академия на науките, Ротман използва обикновен математически модел, който разработи, за да представи въглеродния цикъл в горния океан на Земята и как може да се държи при преминаване на този праг.
Този цикъл се състои в това, че въглеродът се отделя в земната атмосфера (до голяма степен чрез вулканична активност) и се съхранява в мантията на Земята под формата на карбонатни минерали. Нашите океани служат и като „въглеродна мивка“, като отстраняват атмосферния въглерод от въздуха и го превръщат във въглеродна киселина. Този цикъл поддържа температурите на планетата и нивата на киселинност на океана стабилни във времето.
Когато въглеродният диоксид от атмосферата се разтваря в морска вода, той също има ефект от намаляването на океанските концентрации на карбонатни йони. Когато паднат под определен праг, черупките, направени от калциев карбонат, започват да се разтварят и организмите, които зависят от тях за защита, преживяват по-трудно време.
Това е пагубно по две причини. От една страна, това означава, че важна част от морския жизнен цикъл ще започне да отмира. От друга страна, черупките играят важна роля за отстраняването на въглеродния диоксид от горния океан. Това се случва в резултат на това, че организмите разчитат на черупките си, за да им помогнат да потънат на океанското дъно, носейки със себе си детритен органичен въглерод.
Следователно, увеличаването на атмосферния въглероден диоксид (и полученото вкисляване на океана) ще означава по-малко калциращи организми и по-малко отстранен въглероден диоксид. Както Ротман обясни в скорошно интервю за MIT News:
„Това е положителна обратна връзка. Повече въглероден диоксид води до повече въглероден диоксид. Въпросът от математическа гледна точка е, достатъчна ли е такава обратна връзка, за да направи системата нестабилна? “
Този процес се е случвал много пъти в хода на земната история. Както Ротман посочи в своето изследване, доказателства, получени от изследването на утаечните слоеве, показват, че запасите на въглерод в океана се променят бързо (и след това се възстановяват) десетки пъти през последните 540 милиона години. Най-драматичното от тях се случи приблизително по същото време като четири от петте големи масови измирания в историята на Земята.
Във всеки от тези случаи Ротман заключава, че увеличаването на въглеродния диоксид (независимо дали постепенно или внезапно) в крайна сметка се изтласква над прага, което води до бягство от каскада, включващо химически обратни реакции. Това доведе до екстремно подкисляване на океана и усилване на ефектите на първоначалния спусък.
Нещо повече - за приблизително половината прекъсвания в модела на Ротман скоростта, с която се е увеличил въглеродът, е била почти същата, след като са били пуснати в движение. Докато тригерите в миналото най-вероятно се дължат на повишена вулканична активност или други природни събития, те се случват в течение на десетки хиляди години. Днес човечеството изпомпва CO2 в атмосферата със скорост, която по-рано не е била чута в геоложкия запис.
Това беше един от основните открития на проучването на Ротман, което показа, че скоростта, с която е СО2 Въведена е играе важна роля за избиването на системата от удари. Докато скромните смущения в въглеродния цикъл биха изчезнали във времето и не биха повлияли на общата океанска стабилност, бързо въвеждане на CO2 би довело до каскада от положителни отзиви, които увеличават проблема.
Днес Ротман твърди, че ние сме „в пропастта на възбуждането“ и ако това се случи, получената обратна връзка и ефекти вероятно ще са подобни на минали глобални катастрофи. „След като сме над прага, как ще стигнем там може да няма значение“, каза той. "След като го преодолеете, вие се занимавате с това как работи Земята и тя продължава самостоятелно."
От положителна страна, неговото изследване също показа, че океаните на Земята (базирани на сегашните нива на подкиселяване) в крайна сметка ще се върнат в равновесие, но едва след десетки хиляди години. Този модел е в съответствие с геоложките записи, по-специално с поне три масови измиране, за които се смята, че са свързани с траен масивен вулканизъм.
С други думи, ако антропогенните въглеродни емисии прекрачат прага и продължат отвъд него, последствията могат да бъдат също толкова тежки, колкото при предишните масови изчезвания. „Трудно е да знаем как ще свършат нещата при това, което се случва днес“, каза Ротман. „Но вероятно сме близо до критичния праг. Всеки шип би достигнал своя максимум след около 10 000 години. Надяваме се, че това ще ни даде време да намерим решение. "
Вече научната общност признава, че антропогенният СО2 емисиите оказват влияние върху околната среда на Земята - ефект, който може да се усети от хилядолетия. Това проучване обаче предполага, че тези последици биха могли да бъдат много по-драматични, отколкото се очакваше по-рано и биха могли да бъдат необратими след определен момент. Ако не друго, проучването на Ротман подчертава необходимостта от решения, които да бъдат внедрени сега, докато все още има време.
