Углекислый газ регулирует климат Земли сотни миллионов лет: новое исследование
Около 370 миллионов лет назад Земля начала погружаться в один из самых продолжительных и суровых ледниковых периодов в истории сложной жизни — позднепалеозойский ледниковый век. Этот климатический этап длился около 100 миллионов лет и достиг своей кульминации, когда огромные континентальные ледники покрыли значительные территории планеты, а уровень моря упал более чем на 100 метров. Это было эпохальное событие, оказавшее мощное влияние на развитие жизни и окружающей среды, оставившее глубокий след в истории Земли.
Ледниковый период значительно изменил природу двух эпох конца палеозойской эры. Во время Каменноугольного периода, находящегося в разгаре ледникового века, появились легендарные «угольные леса», богатые гигантскими насекомыми и другими экзотическими формами жизни. Позже, в Пермский период, началось доминирование рептилий, что стало предвестником дальнейшей эволюции жизни на Земле.
Долгое время климатический характер позднепалеозойского ледникового века оставался загадкой. Оценки содержания углекислого газа (CO₂) в атмосфере этого периода варьировались, а предполагаемые температуры колебались в диапазоне до 20 градусов. Гляциальные отложения, традиционно используемые для отслеживания ледниковых эпох, давали лишь фрагментарные данные, оставляя многие вопросы без ответа. В частности, была нерешенной загадка того, как пик ледникового периода мог совпадать с предполагаемыми высокими уровнями CO₂.
Новая работа международной группы ученых, впервые продемонстрировала центральную роль углекислого газа в этом значительном климатическом переходе. Исследователи создали уникальную 80-миллионолетнюю запись уровней CO₂, основанную на анализе химических отпечатков в окаменелых раковинах древних морских организмов — брахиопод. Эти отпечатки содержат изотопы бора, что позволило экспертам точно определить концентрацию CO₂ в атмосфере в момент жизни этих организмов. Такой подход оказался совершенно новым для реконструкции атмосферы древних геологических эпох.
Результаты работы показали, что часть позднепалеозойской эры была отмечена относительно низкими уровнями CO₂ в атмосфере — около 330 ppm (частей на миллион). К 298 миллионам лет назад концентрация достигла минимальных значений около 200 ppm. В сочетании с уменьшенной солнечной активностью в то время это привело к интенсивным ледниковым условиям, при которых ледники простирались до средних широт планеты.
Однако исследование также выявило неожиданный конец ледникового периода. Ученые ранее считали, что позднепалеозойский ледниковый век постепенно ослабевал, но оказалось, что он завершился гораздо раньше. Около 294 миллионов лет назад крупномасштабная вулканическая активность вызвала резкое повышение уровня CO₂ в атмосфере, что привело к потеплению климата и увеличению сухости.
Эти данные стали важным шагом вперед в изучении влияния распространенного газа на климат Земли. До сих пор реконструкция показателей более ранних периодов геологической истории считалась сложной задачей, и новое исследование расширяет границы знаний о прошлых уровнях CO₂ вплоть до появления первых ископаемых организмов.
Ранее ученые научились превращать углекислый газ в ацетальдегид.
