Ученые предупреждают: если человечество продолжит выбрасывать углекислый газ в атмосферу такими темпами, планета может столкнуться с шестым массовым вымиранием, по масштабу сравнимым с крупнейшими катастрофами в истории Земли. Об исследованиях рассказывает The Guardian.
Математик Даниэл Ротман из Массачусетского технологического института изучает историю углеродных циклов Земли. В центре его исследований — редкие периоды, когда система выходила из равновесия, и это приводило к катастрофическим последствиям. Оказалось, причиной были не падения астероидов, как считалось ранее, а колоссальные выбросы углекислого газа, вызванные вулканической активностью. Так как вся жизнь на Земле основана на углероде, сбои в цикле оборачивались массовыми вымираниями.
Механизм, по словам Ротмана, ясен: при резком росте концентрации CO₂ углеродный цикл нарушается. И решающим фактором оказывается не изначальная температура планеты или уровень CO₂ в атмосфере, а скорость изменений.
Углерод как триггер
В нормальных условиях углеродный цикл способен перерабатывать значительные объемы CO₂ — например, от вулканов. Газ поступает в атмосферу, океаны, живые организмы и в итоге возвращается в горные породы. Однако при перегрузке — когда в атмосферу попадает слишком много углекислого газа за короткий геологический период — система теряет устойчивость, а последствия могут оказываться куда разрушительнее вызвавшего их события.
Может существовать порог, отделяющий привычные для Земли периоды потепления, к которым жизнь адаптировалась, от тех, что завершались массовыми вымираниями. С последнего подобного события прошло больше 60 млн лет. Но, по расчетам Ротмана, современная цивилизация движется по аналогичной траектории.
Древние катастрофы как модель
История знает лишь лишь несколько способов резкого выброса углерода в атмосферу. Один из них — извержения крупных магматических провинций, происходящие раз в десятки миллионов лет. Другой — индустриальное сжигание ископаемых ресурсов, развившееся в последние два столетия.
Массовое вымирание — не просто разрушительное событие, но глубокий системный сбой, при котором исчезают значительные доли биоразнообразия. За 500 млн лет жизни на Земле зафиксировано пять эпизодов, когда было уничтожено не менее 75% всех видов живых организмов. Последний произошел 66 млн лет назад, после падения астероида, оставившего кратер в районе современного полуострова Юкатан. Тогда исчезло 76% видов.
Современное воздействие на биосферу пока не достигло таких масштабов: потери оцениваются менее чем в 10%. Однако, по данным палеобиолога Энтони Барноски (Nature, 2011), если текущие темпы сохранятся, шестое массовое вымирание может наступить в горизонте от нескольких сотен до 11 тысяч лет.
Пермский прецедент
Наиболее драматичный случай — пермское вымирание 252 млн лет назад, вызванное извержениями Сибирских траппов. Потоки магмы покрыли территорию в 2 млн км². В дальнейшем магма проникла в слои с высоким содержанием органического углерода, «сжигая» уголь, нефть и газ прямо в недрах, что привело к масштабным выбросам CO₂ и метана.
Климатический отклик оказался разрушительным. Температура выросла на 10 °C, океаны лишились кислорода, закислились и утратили биоразнообразие. На суше бушевали пожары, ураганы и эрозия. Финалом стал коллапс экосистем и экспансия анаэробных бактерий, выделявших сероводород. Жизнь на Земле была сведена к минимуму.
От вулканов к заводам
Хотя выбросы Сибирских траппов достигали десятков тысяч гигатонн CO₂, они растянулись на десятки тысяч лет. Современная индустриальная цивилизация выбрасывает углерод в атмосферу в 10 раз быстрее. Это делает нынешний тренд беспрецедентным по темпу, если не по масштабу.
Скорость имеет решающее значение: при плавном росте концентрации CO₂ Земля способна задействовать механизмы стабилизации — в первую очередь океан, который нейтрализует кислотность за счет растворения карбонатных осадков. Однако такие процессы требуют тысячелетий, и при перегрузке система не успевает адаптироваться.
Граница выносливости
Равновесие углеродного цикла — хрупкая конструкция. Даже природные извержения — часть этого цикла, который поддерживает климат пригодным для жизни. Но ускоренное вмешательство, сопровождаемое сжиганием ископаемого топлива в промышленных масштабах, способно нарушить его фундаментальные механизмы.
Нынешняя динамика выбросов CO₂ — попытка «влить» в атмосферу за два столетия то, что природа распределяла на десятки тысяч лет. Это и есть главный риск. Если не ограничить темпы выбросов, человечество рискует ускорить процессы, сравнимые с геологическими катастрофами прошлого.
PS: Ставьте лайк и подписывайтесь на «Ведомости» в Telegram