Уровень СО2 в атмосфере до индустриального бума был стабилен 2 млн лет

Современная атмосферная концентрация углекислого газа, вносящего решающий вклад в глобальное изменение климата из-за парникового эффекта, почти в полтора раза выше уровня, который держался неизменным как минимум последние 2,1 миллиона лет. Открытие позволит экологам глубже понять глобальную экологическую опасность современного промышленного роста, полагают авторы работы, опубликованной в журнале Science.

Кроме того, данные авторов позволяют исключить вариации атмосферной концентрации углекислого газа из списка факторов, влияющих на продолжительность и периодичность ледниковых периодов на Земле.

Рост концентрации углекислого газа в атмосфере начался с развитием промышленности и продолжается до сих пор. За последние 200 лет индустриальной революции его концентрация в воздухе поднялась с 280 миллионных долей по объему до 385. Многие ученые уверены, что именно этот парниковый газ, удерживающий в атмосфере тепловую энергию, которую Земля получает в виде солнечной радиации, определяет глобальное изменение климата.

Последствия этого глобального изменения, такие, как таяние льдов обоих полюсов, а также горных ледников, увеличение кислотности воды в океане, усиление торнадо и тайфунов в тропиках, вымирание и миграция животных и растений из-за сокращения естественных ареалов их существования и другие ученые фиксируют уже в наши дни.

Насколько серьезные последствия вызовет дальнейший рост уровня углекислого газа, ученым точно неизвестно. Причина этого состоит в том, что достоверных данных о колебаниях концентрации углекислого газа в атмосфере в ближайшем и глубоком геологическом прошлом нашей планеты у ученых нет.

Изучение колебаний концентрации углекислого газа в прошлом наиболее точно проводится с помощью прямого измерения содержания углекислого газа в пузырьках воздуха, вмороженных в толщу ледников Антарктиды и Гренландии. Однако толщина льда здесь позволяет изучать состав атмосферы только вплоть до 800 тысяч лет назад.

Чтобы оценить концентрацию углекислого газа в более ранние периоды, ученые пользуются косвенными методами - изучением соотношения изотопов различных элементов в тех или иных осадочных породах. Однако результаты, получаемые с помощью подобных методик, часто оказываются противоречивы, а сами данные не могут считаться достоверными.

В своей работе ученые под руководством Барбель Хениш (Barbel Hanisch), исследовательницы из Гео-обсерватории Ламон-Догерти при Колумбийском университете сумели впервые измерить атмосферную концентрацию углекислого газа вплоть до 2,1 миллиона лет назад с недостижимой ранее точностью с помощью соотношения изотопов бора, сохранившихся в осадочных породах на дне океана. Эти породы сформировались в прошлом из останков микроорганизмов, обитавших в верхних слоях океана.

Ученые использовали тот факт, что изменение атмосферной концентрации углекислого газа неизменно отражается на кислотности поверхностных вод океана. Эта кислотность определяет равновесие между двумя растворимыми химическими формами бора в воде, от соотношения которых зависит соотношение изотопов бора, усваиваемых микроорганизмами в процессе жизнедеятельности.

"Предыдущие исследования показали, что концентрация СО2 в атмосфере не менялась значительно на протяжении последних 20 миллионов лет, однако точность этих данных вызывала вопросы" - сказала Хониш, слова которой приводит пресс-служба Института земли при колумбийском университете.

Данные, полученные ее научной группой, неопровержимо говорят о том, что концентрация углекислого газа в атмсофере последние 2,1 миллиона лет была стабильной и составляла 280 миллионных долей. Эти данные не только подкрепляют догадки ученых о связи концентрации углекислого газа и текущими изменениями климата, но и служат доказательством тому, что продолжительность и частота ледниковых периодов земли не зависят от содержания углекислого газа в атмосфере.

Известно, что периоды глобального оледенения с последующей оттепелью, именуемой межледниковьем, случаются на Земле периодически. Примерно до 850 тысячелетий назад оледенения случались каждые 40 тысяч лет. Однако затем случился резкий переход и периоды оледенений стали составлять 100 тысяч лет.

Принято считать, что основной движущей силой ледниковых периодов являются небольшие колебания Земной орбиты, однако резкие изменения периодов оледенений такими представлениями объяснить не удавалось. Долгое время ученые полагали, что причиной такого резкого изменения периодичности оледенений является понижение атмосферной концентрации углекислого газа ниже определенного критического уровня.

Команда Хениш показала, что объяснение этому феномену еще предстоит найти.