Геохімічний аналіз передбачив початок масового вимирання морських тварин у 2100 році

Вчений з Массачусетського технологічного інституту розглянув основні обурення ізотопного складу вуглецю на Землі, які відбулися за останні 542 мільйони років, і прийшов до висновку, що до 2100 року рівень неорганічних форм вуглецю в океані може досягти критичного значення. У п'яти попередніх випадках такі зміни в геохімічному циклі призводили до масових вимирань мешканців Світового океану. Результати дослідження опубліковані в.

Протягом фанерозою, тобто за останні 542 мільйони років, на Землі сталося п'ять великих вимирань. Вони призвели до зникнення більш ніж трьох чвертей видів морських тварин. При цьому кожне з вимирань супроводжувалося сильною зміною в геохімічному циклі вуглецю, що відбивалося і на ізотопному складі вуглецю.

У своєму дослідженні американський геофізик Деніел Ротман розглянув понад 30 найбільш значних змін в ізотопному складі вуглецю протягом фанерозою і визначив, в яких випадках це призводило до масових вимирань. Вуглецевий цикл заснований на співіснуванні двох основних форм вуглецю - органічної та неорганічної. Перехід його з однієї форми в іншу відбувається за рахунок фотосинтезу і дихання. Входить до геохімічного циклу вуглець у неорганічній формі з певним ізотопним складом. У процесі фотосинтезу з атмосфери рослини поглинають легший ізотоп вуглецю, зменшуючи його вміст у мінералах. При цьому вийти з циклу і перейти до складу мінералів вуглець може як в органічній формі, так і в неорганічному напрямку. Оцінивши зміну ізотопного складу за час події, можна оцінити швидкість переходу вуглецю з однієї форми в іншу. Для кожної з різких змін вуглецевого складу на Землі вчений розрахував швидкість приросту маси неорганічних форм вуглецю в океані і зіставив її з тривалістю цієї події.

Виявилося, що до масових вимирань призвели такі зміни співвідношень органічної та неорганічної форм вуглецю, які відбувалися з досить великою швидкістю. Найімовірніше, це пов'язано з тим, що вуглець, який повинен був з органічної форми перейти в мінеральну, залишився у вуглецевому циклі і у вигляді неорганічних форм потрапив в океан. Через велику швидкість змін у навколишньому середовищі організми не встигали підлаштуватися під них за допомогою еволюційних процесів і вимирали.

З п'яти масових вимирань вибивається тільки одне - девонське вимирання, яке, на відміну від інших, відбувалося не різко, а протягом досить довгого часу. Зараз вчені висувають гіпотези, згідно з якими це було не вимирання, а швидше уповільнення швидкості появи нових видів.

Оцінивши критичну швидкість, яка призводила до масових вимирань, для довготривалих подій, вчений розрахував критичну масу неорганічних форм вуглецю, виходячи з характерного часу підтримки гомеостатичного стану океану, який становить близько 10 тисяч років. Виявилося, що для такого часу критична маса досягає приблизно 300 гігатонн. За оцінками вченого, з 1850 року через антропогенні фактори в океан вже було викинуто близько 150 гігатонн неорганічного вуглецю і до критичного значення не вистачає ще 150 гігатонн. Виходячи з нинішнього рівня викидів, критичний рівень буде досягнуто вже до 2100 року.

Ротман стверджує, що його розрахунки, звичайно, не означають неодмінного початку вимирання в 2100 році, тим більше що для його оцінки доведеться почекати не менше 10 тисяч років, коли океан відреагує на ці зміни в навколишньому середовищі. Тим не менш, всі геологічні пласти з такою різкою зміною ізотопного складу вуглецю характерні саме для масових вимирань.

Варто зазначити, що зміна вуглецевого складу в атмосфері та гідросфері - далеко не єдина причина можливого вимирання тварин. До нього можуть призводити й інші зміни в кліматі - наприклад, глобальне потепління вже призвело до вимирання рифового мозаїчнохвостого щура. Про настання нової геологічної епохи, антропоцену, характеризованого залежністю навколишнього середовища від діяльності людини, можна прочитати в нашому матеріалі.