304 mln lat temu Ziemia dostała wysokiej gorączki. Przyczyny zdradzają konodonty

Międzynarodowy zespół pod kierunkiem naukowców z Chińskiej Akademii Nauk odtworzył ówczesne zmiany temperatury oceanów. Kluczem okazały się konodonty – wymarłe morskie zwierzęta wielkości kilku centymetrów. Pozostały po nich jedynie drobne elementy aparatu gębowego zbudowane z apatytu, w którym stosunek izotopów tlenu-18 do tlenu-16 zmieniał się w zależności od temperatury wody. Skład izotopowy zebranego materiału zbadano za pomocą precyzyjnej metody SIMS, czyli wtórnej spektrometrii masowej jonów.

Dodatkowo zespół sięgnął po izotopy węgla i rtęci, które pozwoliły zrekonstruować cykl węglowy i erupcje wulkaniczne. Całość uzupełniono modelowaniem klimatycznym. Dane zebrano z trzech odległych od siebie miejsc – południowych Chin, Uralu i Ameryki Północnej – i wszystkie wskazują na to samo: temperatura globalna skoczyła wtedy o 7,5 st. C, a oceany zaczęły dusić się i umierać.

Ten spektakl miał dwa akty. Najpierw wzmożona aktywność wulkaniczna uwolniła umiarkowaną ilość CO₂. Nałożyło się to na maksimum mimośrodu orbity Ziemi – fazę cyklu orbitalnego, w której nierównomierny rozkład energii słonecznej w ciągu roku sprzyja ociepleniu. Te dwa czynniki razem wystarczyły, by przekroczyć klimatyczny punkt krytyczny. W drugim akcie nastąpiła reakcja łańcuchowa – tajanie wiecznej zmarzliny uwolniło ogromne ilości metanu i dwutlenku węgla. Stężenie tego ostatniego wzrosło z ok. 300 do 700 ppm w ciągu zaledwie 175 tysięcy lat.

Konsekwencje dla życia były dramatyczne. Oceany stały się niedotlenione, a w strefie oświetlonej przez słońce pojawił się toksyczny siarkowodór. Rafy koralowe prawie wyginęły, a różnorodność fauny dennej gwałtownie spadła.

To pierwszy znany przypadek nagłego ocieplenia w chłodnej epoce geologicznej. Dotychczas wszystkie rozpoznane epizody tego typu pochodziły z ciepłych okresów pozbawionych pokrywy lodowej. Tymczasem lądolody zmieniają reguły gry – gdy się topią, odsłaniają ciemniejszy ląd i ocean, które pochłaniają więcej ciepła słonecznego, co nakręca dalsze ocieplenie i dalsze topnienie. Ten mechanizm sprawia, że nawet niewielki wzrost CO₂ może wywołać znacznie większy skok temperatury, niż wynikałoby z samego efektu cieplarnianego.

304 mln lat temu konfiguracja kontynentów i oceanów na Ziemi była zupełnie inna niż dziś, ale jedno kluczowe podobieństwo łączy tamten świat ze współczesnym: lód na biegunach. Skoro wtedy stosunkowo skromny impuls węglowy wystarczył, by wywołać globalny kataklizm, to współczesne tempo emisji CO₂ – wielokrotnie szybsze – powinno dawać poważnie do myślenia.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.