Ученые обнаружили, что мощная серия вулканических извержений в Андах в позднем миоцене могла стать одной из причин глобального похолодания на Земле. Исследование показывает, что вулканическая активность не только меняет атмосферу напрямую, но и способна запускать сложные океанические процессы, влияющие на климат планеты. Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.
Работа международной команды посвящена периоду примерно от 7 до 5,4 млн лет назад — времени перехода к современному климатическому режиму. Ученые сопоставили геологические данные, ископаемые свидетельства и компьютерное моделирование, обнаружив связь между интенсивным вулканизмом в Андском регионе и падением концентрации углекислого газа в атмосфере.
Как вулканы «удобрили» океан и охладили планету
По данным авторов, вулканический пепел южноамериканских вулканов содержал железо, фосфор и кремний — ключевые питательные элементы для морских микроорганизмов. Усиление извержений в Андах привело к масштабному переносу этих веществ в Южный океан. В результате произошел бурный рост диатомовых водорослей — одного из крупнейших поглотителей CO2 на планете.
Рост биологической продуктивности усилил «углеродный насос»: водоросли поглощали углекислый газ, а затем органическое вещество оседало на дно. Дополнительную роль сыграли изменения в морских экосистемах, включая эволюционные сдвиги у китообразных. После гибели киты уносят углерод на дно океана, а их жизнедеятельность стимулирует развитие планктона, что опять же подстегивает поглощение CO2.
Моделирование показало, что содержание углекислого газа в атмосфере снизилось примерно на 10–15 ppm, что было достаточно для заметного глобального похолодания на фоне более теплого климата среднего миоцена.
Переломный момент климатической истории Земли
Поздний миоцен считается ключевым этапом формирования современных экосистем и климатических условий. Понимание механизмов охлаждения в тот период помогает оценить, как природные процессы могут влиять на климат в долгосрочной перспективе. Исследование также связывает вулканизм с перестройкой морских пищевых цепей и эволюцией крупных морских животных.
Исторические данные показывают, что извержения могут влиять на климат и в более коротких масштабах: например, извержение перуанского вулкана Уайнапути́на 19 февраля 1600 году не только опустошило округу, убив около 1500 человек и огромное количество животных, но и вызвало заметное глобальное похолодание и неурожаи в разных регионах мира. Считается, что именно оно стало причиной голода в 1601-1603 годах и последующей Смуты на Руси.
Миоценовые извержения, вероятно, также приводили к «вулканическим зимам» из-за снижения уровня инсоляции, но этот эффект быстро проходил — взвешенный пепел рано или поздно опускался в море и провоцировал рост водорослей.
Вулканический «железный дождь» рассматривается как один из естественных механизмов регулирования климата через биологическую продуктивность океана. Наша работа помогает понять, как природные процессы могут регулировать климат Земли и влиять на будущие изменения окружающей среды, подчеркнув связь вулканизма, продуктивности океана и снижения двуокиси углерода.Марк Клементц
Недавно камчатские геологи нашли и изучили редкий вулканический минерал гидрокалюмит. Мы выяснили, зачем он нужен.