Земля может регулировать свою температуру на протяжении тысячелетий

Климат Земли претерпел некоторые большие изменения, от глобального вулканизма до ледниковых периодов, охлаждающих планету, и резких сдвигов в солнечном излучении. И все же жизнь в течение последних 3,7 миллиардов лет продолжала биться.

Теперь исследование, проведенное исследователями Массачусетского технологического института в Science Advances, подтверждает, что планета обладает механизмом «стабилизирующей обратной связи», который действует в течение сотен тысяч лет, чтобы отодвинуть климат от края пропасти, удерживая глобальные температуры в устойчивом, пригодном для жизни диапазоне.

Только как это сделать? Вероятным механизмом является «силикатное выветривание» — геологический процесс, при котором медленное и устойчивое выветривание силикатных пород включает химические реакции, которые в конечном итоге вытягивают углекислый газ из атмосферы в океанские отложения, задерживая газ в горных породах.

Ученые давно подозревали, что выветривание силикатов играет важную роль в регулировании углеродного цикла Земли. Механизм силикатного выветривания может обеспечить геологически постоянную силу, удерживающую углекислый газ и глобальные температуры под контролем. Но до сих пор никогда не было прямых доказательств непрерывного действия такой обратной связи.

Новые результаты основаны на изучении палеоклиматических данных, которые фиксируют изменения средних глобальных температур за последние 66 миллионов лет. Команда Массачусетского технологического института применила математический анализ, чтобы увидеть, выявили ли данные какие-либо закономерности, характерные для явлений стабилизации, которые сдерживали глобальные температуры в геологическом масштабе времени.

Они обнаружили, что действительно существует постоянная закономерность, согласно которой колебания температуры Земли затухают в течение сотен тысяч лет. Продолжительность этого эффекта аналогична временным масштабам, в течение которых, по прогнозам, будет действовать силикатное выветривание.

Результаты впервые используют фактические данные для подтверждения существования стабилизирующей обратной связи, механизмом которой, вероятно, является силикатное выветривание. Эта стабилизирующая обратная связь могла бы объяснить, как Земля оставалась пригодной для жизни во время драматических климатических событий в геологическом прошлом.

«С одной стороны, это хорошо, потому что мы знаем, что сегодняшнее глобальное потепление в конечном итоге будет нейтрализовано благодаря этой стабилизирующей обратной связи», — говорит Константин Арншайдт, аспирант кафедры наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института (EAPS). «Но, с другой стороны, на это уйдут сотни тысяч лет, так что недостаточно быстро, чтобы решить наши сегодняшние проблемы».

Ученые ранее видели намеки на стабилизирующий климат эффект в углеродном цикле Земли: химический анализ древних горных пород показал, что поток углерода в окружающую среду на поверхности Земли и из нее остается относительно сбалансированным, даже при резких колебаниях глобальной температуры. Кроме того, модели выветривания силикатов предсказывают, что этот процесс должен иметь некоторый стабилизирующий эффект на глобальный климат. И, наконец, тот факт, что Земля постоянна пригодна для жизни, указывает на некую врожденную геологическую преграду экстремальным колебаниям температуры.