Следващият ледников период е неизбежен – Земята е задействала автоматично охлаждане чрез планктона и фосфора. Няма начин да го спрем

Планетата „Снежна топка“ се завръща. И то не след милион години, а само след 100 000.

Учените са открили скрит стабилизиращ механизъм в климатичната система на Земята, способен да възстанови баланса на въглеродния диоксид в атмосферата в геоложки мащаби. Този процес се задейства, когато климатът се затопли: валежите се увеличават, от сушата се отмива повече фосфор, а океаните получават допълнителна храна за фитопланктона. Масовият цъфтеж на микроводораслите ускорява поглъщането на CO₂, а когато планктонът загине, той се утаява на дъното, отнасяйки със себе си въглерода и хранителните вещества. С течение на времето това води до натрупване на органични утайки и до дългосрочно отстраняване на въглеродния диоксид от атмосферата.

Този саморегулиращ се цикъл работи като естествен термостат: активира се при затопляне и отслабва при застудяване. Новото изследване показва, че този „втори термостат“ действа много по-бързо от класическия механизъм на химическо изветряне на силикатите, който стабилизира климата в продължение на стотици хиляди или милиони години. Новата система затваря цикъла за около сто хиляди години – а това е честотата, с която Земята обикновено преминава от ледникови епохи към междуледникови и обратно.

Преди това се смяташе, че единственият дългосрочен регулатор на климата е силикатното изветряне: атмосферният CO₂ се разтваря в дъждовната вода, реагира със скалите и се пренася в океана, където образува карбонатни отлагания. Този процес наистина намалява концентрацията на парникови газове, но инерцията му е твърде голяма, за да обясни драматичните колебания в температурата и нивата на CO₂, които се случват на всеки сто хиляди години. Той също така не е в състояние да обясни епизодите на глобално заледяване, когато Земята се превръща в „снежна планета“.

Екип от геолози и химици от Калифорнийския университет в Ривърсайд и университета в Бремен предложиха различно обяснение. При анализ на древни морски седименти, образувани след периоди на мощна вулканична дейност, те откриват дебели слоеве от органични вещества, които са абсорбирали въглерод от атмосферата. За да моделират този ефект, учените обединяват данните за цикъла на въглерода и фосфора в една система и проследяват как промените в температурата влияят върху преноса на елементите между сушата, океана и морското дъно.

При топъл климат интензивното изветряне на скалите ускорява износа на фосфор към океана. Този елемент служи като ключов хранителен елемент за фитопланктона, който активно абсорбира CO₂ по време на фотосинтезата. Когато микроводораслите умират, те потъват, отнасяйки въглерода със себе си в дънните слоеве. В топлите, бедни на кислород води фосфорът не се отлага трайно, а се връща във водната среда, където отново се използва от живите организми. По този начин се образува затворен цикъл: повече топлина – повече валежи и фосфор, повече планктон – по-малко CO₂ и в резултат на това постепенно охлаждане на планетата.

Основната разлика между фосфорния и силициевия механизъм е неговата инерция: той продължава да действа дори след понижаване на температурите, докато нивата на хранителни вещества в океана остават високи. Това създава ефекта на „свръхкорекция“, при който планетата, вече започнала да се охлажда, продължава да губи въглерод, което може да доведе до по-дълбоко охлаждане и начало на нов ледников цикъл. По този начин Земята може да се е възстановила след затоплянията, причинени от големите вулканични изригвания.

Настоящите модели показват, че антропогенните емисии могат да забавят началото на следващия ледников период с десетки хиляди години. Изследователите обаче смятат, че поради действието на фосфорния термостат атмосферата ще се върне към равновесни концентрации на въглероден диоксид по-бързо, отколкото се смяташе досега. В хоризонт от сто хиляди години тя е в състояние да компенсира забавянето и да върне климатичната цикличност, характерна за последните милиони години от историята на планетата.

Учените подчертават, че този процес няма да спаси човечеството от глобалното затопляне в обозримо бъдеще. Той се проявява само в мащаби, сравними с геологическите епохи, и не е в състояние да спре ефектите от повишаването на CO₂ през следващите векове. Откритието обаче обяснява защо климатът на Земята е останал стабилен в продължение на милиарди години и как биологичните и геохимичните процеси съвместно управляват дългосрочната еволюция на планетарния климат.