Формування покладів вугілля 300 мільйонів років тому призвело до масштабного оледеніння Землі

Масивне вуглеутворення 300 мільйонів років тому призвело до зменшення вмісту вуглекислого газу в атмосфері і ймовірного обмерзання значної частини поверхні Землі. Такого висновку дійшов німецький кліматолог Георг Фойльнер, промоделювавши процеси, що відбувалися на Землі на межі кам'яновугільного та пермського періодів. Робота опублікована в.

В даний момент в результаті спалювання викопного вугілля виробляється близько 30 відсотків енергії і близько 40 відсотків всього антропогенного вуглекислого газу. Саме поклади великої кількості вугілля посприяли промисловій революції, а зараз спалювання вугілля називають однією з можливих причин глобального потепління. Формувалися ж поклади переважно в кам'яновугільний період, трохи більше 300 мільйонів років тому. Зовсім недавно вчені змогли оцінити зміну концентрації вуглекислого газу в атмосфері, до якого призвів перехід вуглецю з атмосфери в захоронену форму. Виявилося, що за кам "яновугільний період рівень вуглекислого газу в атмосфері Землі впав приблизно в 5 - 10 разів.

Німецький кліматолог Георг Фойльнер (Georg Feulner) з Потсдамського Інституту кліматичних змін вирішив перевірити, до яких наслідків могло призвести таке значне падіння рівня вуглекислого газу в атмосфері Землі.

Для своєї роботи вчений використовував комплексну кліматичну модель, в яку включалися компоненти для моделювання циркуляції води в океані, повітря в атмосфері і динамічної системи, що описує можливе формування льоду з морської води. Як граничні умови використовувалися умови, які були на Землі близько 300 мільйонів років тому.

Одним з найбільш важливих параметрів, який впливає на кліматичні зміни на планеті є орбітальні цикли, які призводять до зміни рівня сонячної освітленості залежно від нахилу земної осі. За оцінками вченого, залежно від кута нахилу земної осі в той момент, вміст 0,1 проміле вуглекислого газу в атмосфері повинно було призвести до середньорічної температури від − 1,4 до 0,5 градусів Цельсія.

Процес утворення льодовика відбувається в результаті позитивного зворотного зв'язку між льодовиком і альбедо. Той, хто почав утворюватися льодовик, зменшує кількість поверхнею світла, що поглинається, що призводить до подальшого зниження температури і зростання площі льодовика. За результатами моделювання, для початку формування льодовика за таким механізмом рівень вуглекислого газу в атмосфері повинен був опуститися нижче 0,04 проміле.

За даними попередніх робіт, вміст вуглекислого газу до початку пермського періоду впав до 0,02-0,18 проміле. Ймовірно, це призвело до покриття значної частини поверхні планети льодом. За словами вченого, в той момент Земля перебувала в умовах, які могли призвести навіть до повного оледеніння земної поверхні. Гіпотезу «Землі-сніжка», повністю вкритою льодом зазвичай висловлювали для інших льодовикових періодів, зокрема, для кріогенійського періоду. Нове дослідження показало, що орбітальні цикли і вихід вуглецю з вуглецевого циклу цілком могли стати причиною повного оледеніння і в кінці кам'яновугільного періоду.

Прикладів позитивного зворотного зв'язку, що впливають на кліматичні зміни досить багато, і вони можуть призводити як до охолодження при утворенні льодовиків, так і до потепління при переході вуглецю з ґрунту в атмосферу. Нещодавно кліматологи виявили ще один приклад позитивного зворотного зв'язку, що призводить до потепління: він пов'язаний з утворенням метану в результаті травлення корів.