Холодная эра наступила внезапно

Трехпалая лошадка мезогиппус была современником великого похолодания на рубеже эоценовой и олигоценовой эпох. Соотношение стабильных изотопов кислорода и углерода в костях и зубах мезогиппуса сохранило ценную информацию об этом событии. (Картина Зденека Буриана с сайта macroevolution.narod.ru)
Трехпалая лошадка мезогиппус (Mesohippus) была современником великого похолодания на рубеже эоценовой и олигоценовой эпох. Соотношение стабильных изотопов кислорода и углерода в костях и зубах мезогиппуса сохранило ценную информацию об этом событии. (Картина Зденека Буриана с сайта macroevolution.narod.ru)

Палеоклиматологи из США, Китая и Нидерландов получили убедительные подтверждения того, что около 34 миллионов лет назад на планете в очень сжатые сроки произошло глобальное изменение климата. Исследователи показали, что три события — резкое похолодание в Северной Америке, установление засушливого климата в Азии и образование ледяного щита Антарктиды — произошли практически одновременно по геологическим меркам (с точностью до нескольких сот тысячелетий). Если раньше считалось, что первопричиной великого похолодания стало образование пролива Дрейка, то теперь ученые склоняются к версии о снижении CO2 в атмосфере, которое могло произойти вследствие подъема Гималайского хребта.

Сколько бы ни шумели экологи и мировая общественность по поводу надвигающегося глобального потепления, всем геологам и палеонтологам отлично известно, что мы живем в очень холодную эпоху, и наблюдаемые на протяжении последних веков и десятилетий колебания температур едва заметны на фоне глобальной тенденции к похолоданию, прослеживающейся на протяжении всей второй половины кайнозойской эры.

Первые 30 миллионов лет после вымирания динозавров (65–34 млн лет назад, что соответствует палеоценовой и эоценовой эпохам) климат на планете был теплый и ровный, и постепенно становился все теплее. По мнению большинства экспертов, в это время климатические различия между экваториальными и приполярными областями были значительно меньше, чем теперь. Крупных скоплений нетающего льда почти нигде не было (возможно, за исключением высокогорных районов Антарктиды и центральной части Северного ледовитого океана). Антарктида, несмотря на свое приполярное положение, была зеленой, цветущей страной с разнообразным животным и растительным миром.

Около 34 миллионов лет назад, на рубеже эоцена и олигоцена, теплая эра сменилась холодной, длящейся по сей день. Ледяной панцирь покрыл Южный материк, уничтожив на нем всё живое. Климат на планете стал холоднее и суше, с более резкими сезонными колебаниями температур и с гораздо более выраженной широтной зональностью. Всё это сопровождалось крупными переменами в животном и растительном мире и на суше, и в океане. Многие виды вымерли, но на смену им вскоре пришли новые, и в целом разнообразие жизни на Земле в течение второй (холодной) половины кайнозоя продолжало расти столь же быстро, как и до похолодания. По-видимому, рост разнообразия зависит не столько от среднегодовых температур как таковых, сколько от гетерогенности природных условий. К тому же в экваториальной зоне и сегодня, по-видимому, климат остался таким же теплым, как в эоцене — похолодание затронуло лишь средние и высокие широты.

Первопричиной похолодания традиционно считалось движение материковых плит, которое привело в конце эоцена — начале олигоцена к отделению Антарктиды от Южной Америки и образованию кольцевого морского течения вокруг Антарктики. В результате Антарктика оказалась изолированной от теплых водных и воздушных масс, которые раньше поступали туда из низких широт, и начала быстро покрываться льдом. Считалось, что оледенение Антарктиды в дальнейшем вызвало похолодание на всей планете. Однако расчеты и модели показали, что изоляция и оледенение Антарктиды должны были привести скорее не к похолоданию, а к потеплению климата северных материков. Кроме того, оставалось неясным, насколько синхронными были изменения климата в разных частях света. Не была исключена и такая возможность, что они в действительности растянулись на миллионы лет и были вызваны множеством разных причин.

В последнем номере журнала Nature опубликованы сразу две статьи, показывающие, что глобальные изменения климата на рубеже эоцена и олигоцена произошли весьма быстро и практически одновременно в разных частях света. Это, в свою очередь, заставляет предполагать, что у произошедших перемен была какая-то общая причина.

В одной из статей геологи из Китая и Нидерландов привели данные по эоценовым и олигоценовым континентальным отложениям северо-восточной части Тибета. В этом районе в олигоцене существовало множество озер, которые то исчезали, то вновь появлялись с периодом примерно в 100 000 лет (что соответствует той самой периодичности изменений земной орбиты, которая в нынешнюю геологическую эпоху управляет циклами оледенений и межледниковий). С началом олигоцена озера исчезли окончательно и больше не появлялись, что свидетельствует о резкой аридизации (увеличении засушливости) климата. Ранее было известно, что примерно на рубеже эоцена и олигоцена в Азии имела место аридизация, сопровождавшаяся значительными изменениями флоры и фауны. Теперь исследователям удалось показать, что это событие было не постепенным, а внезапным, и произошло не примерно, а точно на этом рубеже (34 млн плюс-минус 100 тысяч лет назад). Датировка события основана в первую очередь на палеомагнитном методе.

В это же самое время, как было показано ранее, сформировался и ледяной щит Антарктиды. По последним данным, это происходило в два этапа: объем льда резко увеличивался в первые 40 тысяч лет олигоценовой эпохи, затем была пауза длительностью около 100 тысяч лет, за которой последовал второй сорокатысячелетний этап нарастания ледяного щита.

Во второй статье американские палеонтологи сообщают о результатах изотопного анализа зубной эмали и костей позднеэоценовых и раннеолигоценовых млекопитающих, проживавших на территории нынешних штатов Вайоминг, Южная Дакота и Небраска. Исследователи применили новую, более точную методику реконструкции палеотемператур по соотношению изотопов кислорода 18O и 16O в костях и в зубной эмали. Содержание изотопа 18O в минералах зависит от его содержания в окружающей среде и от температуры, при которой минерал образовался. Ни то, ни другое обычно заранее не известно. Авторы использовали то обстоятельство, что практически весь кислород плотной зубной эмали попадает туда при жизни животного. Поскольку млекопитающие обладают постоянной температурой тела, анализ зубной эмали позволяет выяснить содержание 18O в окружающей среде (прежде всего в воде, которую пили животные). Кости, напротив, имеют пористую структуру; при фоссилизации (окаменении) поры заполняются породой, в которой содержание 18O зависит уже от температуры окружающей среды.

Оказалось, что на рубеже эоцена и олигоцена содержание 18O в зубной эмали практически не изменилось (как и следовало ожидать), а в костях — резко увеличилось. Исследователи рассчитали, что обнаруженные изменения соответствуют снижению среднегодовых температур примерно на 8°C (c 21°C до 13°C), причем столь резкое похолодание произошло по геологическим меркам очень быстро — примерно за 400 тысяч лет. Увеличился также и разброс значений δ18O в ископаемых образцах, что, по всей видимости, свидетельствует об увеличении сезонных температурных колебаний.

Сравнив кривую δ18O для ископаемых костей с аналогичной кривой, полученной недавно для морских отложений, авторы пришли к заключению, что похолодание на суше шло несколько медленнее и, вероятно, «отстало» от морского на несколько сот тысячелетий, но было сильнее по амплитуде. Период наиболее быстрого похолодания завершился на суше примерно 33–33,5 млн лет назад. На североамериканском континенте похолодание привело к вымиранию многих видов холоднокровных позвоночных — амфибий и рептилий — и сравнительно мало повлияло на млекопитающих.

Таким образом, глобальная климатическая перестройка, приуроченная к началу олигоценовой эпохи, была быстрой и происходила почти синхронно на разных континентах — в Антарктиде, Америке и Азии, а также в океане. Плюс-минус полмиллиона лет в данном случае — это очень мало. Что же касается причин климатической перестройки, то они по-прежнему не ясны. Новые результаты говорят лишь о том, что, по-видимому, следует все-таки искать единую причину, а не объяснять изменения в разных частях планеты разными местными обстоятельствами.

Как уже говорилось, идея о том, что первопричиной похолодания было образование пролива Дрейка, не подтверждается имеющимися климатическими моделями. Более привлекательной многие исследователи сегодня считают другую гипотезу, согласно которой глобальное похолодание было вызвано снижением содержания CO2 в атмосфере. Предполагается, что углекислый газ стал активно изыматься из атмосферы в ходе усилившихся процессов выветривания горных пород, которые, в свою очередь, были вызваны «наползанием» Индии на Азию и подъемом Гималайского хребта.

Источники:
1) Alessandro Zanazzi, Matthew J. Kohn, Bruce J. MacFadden, Dennis O. Terry. Large temperature drop across the Eocene–Oligocene transition in central North America // Nature. 2007. V. 445. P. 639–642.
2) Guillaume Dupont-Nivet, Wout Krijgsman, Cor G. Langereis, Hemmo A. Abels, Shuang Dai, Xiaomin Fang. Tibetan plateau aridification linked to global cooling at the Eocene–Oligocene transition // Nature. 2007. V. 445. P. 635–638.
3) Gabriel J. Bowen. Palaeoclimate: When the world turned cold // Nature. 2007. V. 445. P. 607–608.

Александр Марков


3
Показать комментарии (3)
Свернуть комментарии (3)

  • Алексей Гиляров  | 09.02.2007 | 10:46 Ответить
    Это безусловно очень важные результаты. Вкупе с данными о современном балансе углерода (который НЕ сходится, и поэтому мы реально НЕ ЗНАЕМ, какова антропогенная составляющая в увеличении содержания СО2 в атмосфере) и о взаимосвязи этого баланса с глобальным климатом, они еще раз свидетельствуют о необходимости более глубокого анализа причинно-следственных связей, определяющих климат и общую экологическую ситуацию на нашей планете в далеком (и даже не очень далеком по геологическим масштабам) прошлом. Отстается только сожалеть, что те, кто преподает геоэкологию (а курс этот становится модным), не читают Nature и редко заглядывают на ЭЛЕМЕНТЫ.
    Ответить
    • Василич > Алексей Гиляров | 21.03.2007 | 13:47 Ответить
      Если я НЕ знаю, и у меня чего-то НЕ сходится, то это не означает, что НЕ знаем мы. НИ что в природе НЕ исчезает бесследно: кто-то теряет, а кто-то находит.
      Видимо последние действия администрации США и Китая по засекречиванию некоторых результатов научных исследований в области климата именно этим и продиктованы. НЕ далеко ушли и наши климатические корифеи.
      Самое главное, чтобы НИКТО НЕ знал, что большая часть НЕдостающих объемов поглощения СО2 в глобальном балансе это НЕ что иное, как поглощения СО2 российскими бореальными лесами и тундровыми территориями http://www.nkj.ru/news/423/, которые ангажированные иностранные эксперты, НУ НИ в какую НЕ хотят признавать. Также как и НЕкоторые наши ученые, плывущие у них на поводу.
      И уважаемый Алексей Гиляров нас в этом тоже пытается убедить.
      Почему это происходит? В преамбуле Рамочной Конвенции об изменении климата (РКИК) имеется следующее напоминание:
      'напоминая, что в соответствии с Уставом Организации Объединенных Наций и принципами международного права государства имеют суверенное право разрабатывать свои собственные ресурсы согласно своей политике в области окружающей среды и развития и несут ответственность за обеспечение того, чтобы деятельность в рамках их юрисдикции или контроля не наносила ущерба окружающей среде других государств или районов за пределами действия национальной юрисдикции,'
      Это означает, что если результат баланса СО2 положительный (объемы выбросов больше чем объемы поглощения), то страна наносит ущерб окружающим странам. Если отрицательный - то страна поглощает выбросы других стран.
      Как сообщается на официальном сайте Организации Объединенных Наций: : 'выбросы парниковых газов в странах ЕС с 1990 по 2000 год в целом выросли на 3,5%, а в отдельных странах - на 19-35%. Выброс газов в Японии увеличился на 11 %, в США на - 14% в Канаде - на 20%. В последние годы отмечаются самые высокие за столетие средние температуры. Изменения климата приводят к ухудшению здоровья человека и разрушению экологических систем, таянию ледников. Как отмечают в ООН, по приблизительным расчетам, в прошлом году в результате связанных с изменением климата катастроф человечеству был причинен ущерб в размере 65 млрд. долларов.
      Вопрос кто должен компенсировать этот ущерб в соответствии с Уставом Организации Объединенных Наций и принципами международного права?
      Правильный ответ: Те страны у которых балансы СО2 положительные. (Кнут)
      Представляется, что в соответствии с Уставом Организации Объединенных Наций и принципами международного права странам которые являются поглотителями СО2 должны выплачиваться компенсации за поддержание объемов поглотительного ресурса. (Пряник).
      В этом случае и Китай, и Индия, и США, и Европа с положительными балансами выбросов должны платить России за этот поглотительный ресурс, который они своими выбросами используют.
      16.03.2007 20:11 | Алексей Гиляров
      :.Биосфера - это действительно общий дом. Звучит очень банально, но нельзя с этим не считаться:..
      Попробуем считаться.
      В России только за период 1990-2007гг. сокращения выбросов парниковых газов относительно уровня 1990г. в период 1990-2007 гг. составляют свыше 13,5 млрд. т в экв. СО2. Оценка стоимости этого ресурса России по цене штрафа за превышение выбросов в размере 40 Евро/ т в экв. СО2, введенного в странах ЕС с 2005г. (в рамках 'системы торговли выбросами) составляет (13.5 х 40) 540 млрд. Евро!!!
      Для сравнения, только увеличение выбросов в промышленно развитых странах относительно уровня 1990г. за этот же период составляет свыше 14.5 млрд. т в экв. СО2., а в развивающихся странах свыше 25 млрд. т в экв. СО2.
      Мало того, ежегодный баланс СО2 в России отрицательный и составляет около 2.8 млрд. т СО2 (0,868 Гт/год С) в год. За 15 лет после подписания РКИК объем этих поглощений составляет 42 млрд. т СО2, что также при оценке этого ресурса России по цене штрафа за превышение выбросов в размере 40 Евро/ т в экв. СО2, составляет 1680 млрд. Евро. А с 2008 года этот штраф в странах ЕС будет составлять 100 Евро/ т в экв. СО2,
      Суммарная оценка этих якобы 'неизвестных' российских ресурсов (2.2 трлн. Евро) на порядок превышает внешний долг России за прошедший период. А с 2008 этот ресурс уже будет оцениваться в 5.5 трлн. Евро.
      Эти цифры стоимости выводов изложенных Алексеем Гиляровым в предыдущем комментарии: ': о современном балансе углерода (который НЕ сходится, и поэтому мы реально НЕ ЗНАЕМ, какова антропогенная составляющая в увеличении содержания СО2 в атмосфере) и о взаимосвязи этого баланса с глобальным климатом'
      Американцы на этом выводе начиная с 1990г. сэкономили как минимум 1450 млрд. долл. США.
      Развивающиеся страны - как минимум 2500 млрд. долл. США.
      Комментарии излишни, цифры упрямая вещь.
      Давайте жить дружно?
      15.03.2007 20:25 | Алексей Гиляров
      'И тем не менее нужно находить общий язык, а не становиться в позу обиженных (с одной стороны Китаем, с другой Европой, с третьей Америкой и всеми остальными). Воздушные потоки границ между странами не признают. Так что атмосфера это действительно нечто по-настоящему общее. Звучит до жути банально (и, может, пафосно), но никуда от этого не деться:..'
      Как в старой русской народной сказке про 'Вершки и корешки', где рачительный мужик все время отдает медведю ту половину урожая, которую есть нельзя. И конечно со 'своей' половины урожая мужик медведя подкормит, чтобы не умер, и чтобы было кому помочь пахать, сеять и урожай убирать.
      Очень жаль, что уважаемый ученый не делают экономических оценок своих некоторых выводов для экономики России, которые позволяют делать из России дойную корову всем кому не лень.
      Ваш покорный слуга Василич.
      Ответить
  • Alexy  | 07.06.2007 | 21:43 Ответить
    Где в ЭЛЕМЕНТАХ можно почитать том, что современный баланс углерода не сходится?
    Нашел только "Прожить в озере, не питаясь едой с суши, нельзя", но это немного о другом.

    _______________________________

    Василич писал:
    "Самое главное, чтобы НИКТО НЕ знал, что большая часть НЕдостающих объемов поглощения СО2 в глобальном балансе это НЕ что иное, как поглощения СО2 российскими бореальными лесами и тундровыми территориями "

    Тогда должно занижаться и поглощение СО2 территориями Канады.
    Ведь там те же хвойные леса, тундры и болота.
    ___________________________

    А как можно оценить поглощение углекислоты некой местностью?

    Как я понимаю, это:
    углерод вырубленного (и вывезенного или оставленного несожженным) леса + углерод, естественно захороненный в почве, болотах и на дне озер + углерод, вынесенный в моря?
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»