Земля може стабілізувати власний клімат

Згідно з новими дослідженнями, Земля здатна регулювати та стабілізувати власну температуру протягом величезних часових масштабів – у середньому приблизно 100 000 років – навіть після різких змін клімату, спричинених льодовиковими періодами, змінами сонячної радіації та інтенсивною вулканічною активністю. Цей «стабілізаційний зворотний зв’язок» є частиною причини, чому на Землі вдалося зберегти життя протягом останніх 3,7 мільярда років або близько того, каже команда, що стоїть за новим дослідженням. Раніше висловлювалися гіпотези щодо цього зворотного зв’язку, але зараз є й прямі докази.

Щоб знайти ці докази, дослідники глибоко дослідили  існуючи палеокліматичні дані, зібрані за останні 66 мільйонів років, застосувавши математичне моделювання, щоб визначити, чи можуть коливання середніх температур Землі обмежуватися одним або кількома факторами.

«У вас є планета, клімат якої зазнав багатьох драматичних зовнішніх змін», — каже кліматолог Константін Арншайдт з Массачусетського технологічного інституту (MIT). «Чому життя вистояло весь цей час?» «Одним з аргументів є те, що нам потрібен якийсь механізм стабілізації, щоб підтримувати температуру, придатну для життя. Але дані ніколи не демонстрували, що такий механізм постійно контролює клімат Землі».

Команда вважає, що силікатне вивітрювання є вирішальним механізмом тут: оскільки силікатні породи вивітрюються та руйнуються з часом, глибші шари мінералу постійно піддаються впливу атмосфери. Хімічні реакції з силікатами витягують вуглекислий газ з атмосфери, затримуючи його в каменях і океанських осадах. Більш високі рівні вуглекислого газу, що надходить в атмосферу, посилюють вивітрювання, збільшуючи кількість відкритих силікатів, які, своєю чергою, видаляють більше парникових газів з атмосфери, обмежуючи майбутнє вивітрювання.

Звичайно, часові масштаби стабілізації температури збігаються з часовими масштабами, на яких діє силікатне вивітрювання, приблизно до 400 000 років. Записи, залишені скам’янілостями та кернами льоду, свідчать про те, що це вивітрювання справді тримає температуру під контролем.

Дослідники припускають, що без цього геологічного механізму зворотного зв’язку наша планета зазнавала б коливань температури, які ставали б усе більш екстремальними. Знання того, як це працює, має вирішальне значення для розуміння минулого планети та її майбутнього.

«Певною мірою це схоже на те, що ваша машина мчить вулицею, і коли ви натискаєте на гальма, ви довго ковзаєте, перш ніж зупинитися», — каже геофізик Даніель Ротман з MIT. «Існує часовий масштаб, протягом якого спрацьовує опір тертю або стабілізаційний зворотний зв’язок, коли система повертається до стабільного стану».

Однак відбувається дещо інше: коли команда розглядала довші часові масштаби, понад мільйон років, таких стабілізаційних зворотних зв’язків у даних не спостерігалося. Цілком ймовірно, що випадковість все ще відіграє велику роль у тому, чому життя триває. Дослідники прийшли до висновку, що хоча силікатного вивітрювання достатньо, щоб забезпечити стабілізацію у (відносно) короткостроковій перспективі, нам пощастило, що коливання температури протягом тривалих періодів не були настільки серйозними, щоб перервати цю петлю зворотного зв’язку.

Звичайно, знахідки також впливають на прогнози щодо майбутнього планети. Цілком імовірно, що життя на Землі зможе витримати будь-яку шкоду, завдану їй людьми, але ми можемо не пробути тут достатньо довго, щоб побачити це.

«З одного боку, це добре, тому що ми знаємо, що сьогоднішнє глобальне потепління врешті-решт буде нівельоване цим стабілізаційним зворотним зв’язком», — каже Арншайдт. «Але з іншого боку, для цього знадобляться сотні тисяч років, тому недостатньо швидко, щоб розв’язувати сьогоднішні проблеми». Джерело