Tarp mokslo bendruomenės, vyriausybių, humanitarinių organizacijų ir net karinių planų rengėjų klimato kaita laikoma vienintele didžiausia grėsme, su kuria šiandien susiduria žmonija. Tarp didėjančio bado, ligų, potvynių, persikėlimo, ekstremalių oro sąlygų ir chaoso, akivaizdu, kad tai, kaip mūsų planeta tampa šiltesnė, turi skaudžių padarinių.
Tačiau yra daugybė scenarijų, kai dabar daroma žala gali sukelti bėgantį poveikį ir sukelti masinį išnykimą. Ši galimybė buvo parodyta neseniai atliktame tyrime, kurį atliko MIT profesorius Danielis Rothmanas, palaikomas NASA ir Nacionalinio mokslo fondo (NSF). Anot Rothmano, mums gresia peržengimas „anglies slenkstį“, kuris gali sukelti žemės vandenynų išsekimą.
Rothmanas, geofizikos profesorius ir MIT Žemės atmosferos ir planetų mokslų departamento Lorenco centro direktorius, pastaruosius kelerius metus praleido įspėdamas apie kritinę slenkstį, su kuriuo susiduriame. 2017 m. Jis paskelbė straipsnį Mokslo pasiekimai tai perspėjo, kaip Žemės vandenynuose iki 2100 m. gali būti pakankamai anglies dioksido, kad būtų galima masiškai išnykti.
Nuo to laiko Rothmanas patobulino šią prognozę, ištyręs, kaip anglies ciklas reaguoja, kai jis peržengia kritinę ribą. Savo naujame darbe, kuris pasirodė Nacionalinės mokslų akademijos leidiniai, Rothmanas panaudojo paprastą matematinį modelį, kurį jis sukūrė, kad parodytų anglies ciklą Žemės viršutiniame vandenyne ir kaip jis galėtų elgtis, peržengdamas šią slenkstį.
Šį ciklą sudaro anglies išleidimas į Žemės atmosferą (daugiausia vykdant vulkaninį aktyvumą) ir kaupiamos žemės mantijoje karbonatinių mineralų pavidalu. Mūsų vandenynai taip pat tarnauja kaip „anglies kaupiklis“, pašalinantis atmosferos anglį iš oro ir paverčiant ją anglies rūgštimi. Dėl šio ciklo laikui bėgant planetos temperatūra ir vandenyno rūgštingumas buvo stabilūs.
Kai anglies dioksidas iš atmosferos ištirpsta jūros vandenyje, tai taip pat sumažina karbonato jonų koncentraciją vandenyne. Kai jie nukrenta žemiau tam tikro slenksčio, apvalkalai, pagaminti iš kalcio karbonato, pradeda tirpti, o organizmams, nuo kurių priklauso apsauga, sunkiau išgyventi.
Tai kenkia dėl dviejų priežasčių. Viena vertus, tai reiškia, kad svarbi jūros gyvenimo ciklo dalis pradės nykti. Kita vertus, kriauklės vaidina svarbų vaidmenį pašalinant anglies dioksidą iš viršutinio vandenyno. Tai įvyksta dėl to, kad organizmai, pasikliaudami savo kiautais, padeda nusileisti į vandenyno dugną, nešdami su savimi detritalinę organinę anglį.
Todėl padidėjęs atmosferos anglies dioksido kiekis (ir dėl to susidaręs vandenyno rūgštėjimas) reikš, kad mažiau kalcizuotų organizmų ir pašalinama mažiau anglies dioksido. Kaip Rothmanas paaiškino naujausiame interviu „MIT News“:
„Tai teigiami atsiliepimai. Daugiau anglies dioksido sukelia daugiau anglies dioksido. Matematiškai kyla klausimas, ar tokio grįžtamojo ryšio pakanka, kad sistema būtų nestabili? “
Šis procesas įvyko daug kartų per Žemės istoriją. Kaip Rothmanas nurodė savo tyrime, nuosėdinių sluoksnių tyrimo duomenys rodo, kad vandenynų anglies atsargos per pastaruosius 540 milijonų metų sparčiai keitėsi (o paskui atsigavo) dešimtys kartų. Dramatiškiausias iš jų įvyko maždaug tuo pačiu metu kaip keturi iš penkių didžiųjų masinių išnykimų Žemės istorijoje.
Kiekvienu iš šių atvejų Rothmanas daro išvadą, kad anglies dvideginio padidėjimas (laipsniškas ar staigus) ilgainiui peržengė slenkstį, sukeldamas išbėgusio kaskados efektą, susijusį su cheminiais atsiliepimais. Tai lėmė didžiulį vandenynų rūgštėjimą ir pradinio trigerio padarinių sustiprėjimą.
Be to, maždaug pusės Rothmano modelio sutrikimų atveju anglies padidėjimo greitis iš esmės buvo toks pats, kai jie buvo pradėti judėti. Anksčiau trigeriai greičiausiai kilo dėl padidėjusio ugnikalnių aktyvumo ar kitų natūralių įvykių, tačiau jie įvyko per dešimtis tūkstančių metų. Šiandien žmonija pumpuoja CO2 į atmosferą tokiu greičiu, kokio anksčiau nebuvo girdėta geologiniame įraše.
Tai buvo vienas iš pagrindinių Rothmano tyrimo išvadų, parodžiusių, kad CO2 pristatomas vaidina svarbų vaidmenį išstumiant sistemą iš viskio. Kadangi nedideli anglies ciklo sutrikimai laikui bėgant išlygins ir nepakenks bendram vandenynų stabilumui, greitas CO įvedimas2 sukeltų teigiamų atsiliepimų, kurie padidina problemą, kaskadą.
Šiandien Rothmanas teigia, kad esame „sujaudinimo vietoje“ ir, jei tai įvyks, gauti atsiliepimai ir poveikis greičiausiai bus panašūs į praeities globalias katastrofas. „Kai jau peržengsime slenkstį, gali būti nesvarbu, kaip mes ten nuvykome“, - sakė jis. „Kai jūs peržengsite ją, jums bus svarbu, kaip Žemė veikia, ir ji pati važiuoja“.
Be to, jo tyrimas taip pat parodė, kad Žemės vandenynai (remiantis dabartiniu rūgštėjimo lygiu) ilgainiui grįš į pusiausvyrą, bet tik po dešimčių tūkstančių metų. Šis modelis atitinka geologinius duomenis, ypač bent tris masinius išnykimus, kurie, kaip manoma, yra susiję su nuolatiniu didžiuliu vulkanizmu.
Kitaip tariant, jei antropogeninis anglies išmetimas peržengs ribą ir tęsis ją peržengus, pasekmės gali būti tokios pat sunkios kaip ir ankstesnio masinio išnykimo atveju. „Sunku žinoti, kaip viskas baigsis atsižvelgiant į tai, kas vyksta šiandien“, - sakė Rothmanas. „Bet mes tikriausiai esame arti kritinės ribos. Bet koks smaigalys pasieks maksimumą maždaug po 10 000 metų. Tikiuosi, kad tai suteiks laiko rasti sprendimą “.
Jau dabar mokslo bendruomenė pripažįsta, kad antropogeninis CO2 išmetimai daro įtaką Žemės aplinkai - tokį poveikį buvo galima pajausti tūkstantmečius. Tačiau šis tyrimas rodo, kad šios pasekmės gali būti daug dramatiškesnės, nei tikėtasi anksčiau, ir tam tikru momentu gali būti negrįžtamos. Jei nieko daugiau, Rothmano tyrimas pabrėžia, kad sprendimus reikia įgyvendinti dabar, kol dar yra laiko.
