Рига: -2.9°С
Роль микроорганизмов в углеродном цикле
Новое международное исследование, основанное на анализе химического состава окаменелых раковин, проливает свет на драматический переход Земли от парникового климата эпохи динозавров к более холодному миру, который мы знаем сегодня. Ученые обнаружили, что ключевым, хотя и неочевидным, фактором стало снижение концентрации кальция в Мировом океане после вымирания гигантских рептилий.
Микроскопические морские организмы, такие как фораминиферы и кокколитофоры, строят свои защитные оболочки из карбоната кальция ($\text{CaCO}_3$). Эти крошечные «строители» играют фундаментальную роль в регулировании глобального климата, поскольку после их гибели большая часть этого материала оседает на морском дне, выводя углерод из активного круговорота на геологически долгие сроки. Анализ донных отложений показал, что с начала кайнозойской эры — периода, последовавшего за динозаврами — уровень кальция в океане сократился более чем наполовину.
От теплицы к ледникам: смена приоритетов
В эпоху динозавров океан, насыщенный кальцием, по предположению исследователей, был менее эффективным «хранилищем» для атмосферного углерода. Высокая концентрация кальция, по всей видимости, препятствовала максимальному поглощению $\text{CO}_2$ морской водой.
«По мере того как содержание кальция в морской воде падало, океаны начали поглощать больше углерода, и концентрация углекислого газа в атмосфере снижалась», — поясняет один из авторов исследования, профессор Яир Розенталь. Снижение парникового эффекта, вызванное этим процессом, потянуло за собой глобальное похолодание и формирование полярных ледяных шапок.
Тектоника и биология: факторы снижения кальция
Ученые считают, что первопричиной падения уровня кальция стало замедление спрединга морского дна — тектонического процесса, ответственного за постоянное поступление этого элемента из недр Земли в воду. Однако, как подчеркивают исследователи, одной только тектоники недостаточно для объяснения климатического сдвига. Здесь в игру вступила биология.
Снижение концентрации кальция в воде заставило морские организмы искать альтернативные строительные материалы для их панцирей и скелетов.
Исследования химического состава окаменелостей свидетельствуют: одноклеточные морские обитатели начали активнее использовать углерод в качестве строительного компонента. Фактически, это привело к тому, что $\text{CO}_2$, поступающий из атмосферы в океан, «запирался» в биомассе, не возвращаясь обратно в газовую форму. За миллионы лет такая перестройка в физиологии крошечных обитателей привела к колоссальным изменениям на планете.
Недооцененный фактор в климатических моделях
Полученные данные, сопоставленные с независимыми оценками уровня атмосферного $\text{CO}_2$ на протяжении кайнозоя, демонстрируют высокую степень совпадения. Это подкрепляет гипотезу о критической роли кальциевого цикла.
Специалисты обращают внимание на то, что роль этих микроскопических организмов в современных климатических моделях зачастую упрощается. Разные виды реагируют на закисление, потепление и дефицит кислорода по-разному. Если раковины начинают растворяться уже в верхних слоях океана, это напрямую влияет на то, какой объем углерода в конечном итоге оседает на дне.
Ученые призывают к более глубокому учету биологии и разнообразия этих микроскопических «углеродных насосов» при прогнозировании будущих климатических сценариев и изучении прошлых состояний Земли. Это может помочь более точно оценить способность океана поглощать антропогенные выбросы в наши дни.
Следите за новостями на других платформах: