Země se možná se změnou klimatu vypořádá dříve, než vědci předpokládali

27. 4. 2011

Země před miliony let čelila vysokým koncentracím CO₂ a rostoucím teplotám, ale dokázala tehdy zvýšit schopnost vázat atmosférický uhlík. To vedlo k opětné stabilizaci klimatického systému, která byla rychlejší než by očekávala řada modelů uhlíkového cyklu - i když přesto šlo o událost v řádu desetitisíců let, říká vedoucí týmu profesor Gabriel Bowen.

Bowen spolu s profesorem Jamesem Zachosem z University of California v Santa Cruz studovali paleocénní a eocénní termální maximum, jež trvalo přibližně 170 000 let. Tato událost měla řadu rysů shodných s právě probíhající změnou klimatu.

Více než polovina nadbytečného oxidu uhličitého byla odstraněna z atmosféry během třiceti až čtyřiceti tisíc let, což představuje zhruba třetinu dosud očekávaného času. Vědci dosud přesně nevědí, jak a kam byl nadbytečný oxid absorbován, ale existující důkazy naznačují, že šlo o mnohem dynamičtější odpověď než jakou reprezentují tradiční modely.

Na zlomu paleocénu a eocénu se do atmosféry, oceánu a biosféry dostaly miliardy tun uhlíku a způsobily globální oteplení zhruba o pět stupňů Celsia. Vědci o této události vědí již dvacet let, ale průběh návratu k normálním hodnotám zůstával záhadou.

Bowen a Zachos zkoumali vzorky mořských a pozemních usazenin z dané doby a měřili koncentraci dvou různých typů atomů uhlíku, izotopů C 12 a C 13. Tato koncentrace se mění spolu s tím, jak je atmosférický CO₂ absorbován nebo uvolňován v souvislosti s růstem či rozkladem organické hmoty.

Rostliny při fotosyntéze dávají přednost izotopu C 12, a pokud se zvýší rozsah absorbce, změní se také koncentrace tohoto izotopu v atmosféře. Tato změna se pak odrazí i v koncentraci izotopů uhlíku v minerálech vznikajících reakcemi, jež zahrnují atmosférický oxid uhličitý.

Studium prehistorického teplotního maxima ukázalo, že na počátku v atmosféře přibylo mnoho oxidu uhličitého z organických zdrojů, kdežto v závěru došlo naopak ke zvýšené absorbci plynu prostřednictvím organických procesů. V důsledku toho atmosférická koncentrace CO₂ opět klesla.

Vědci se dosud domnívali, že pomalé a víceméně konstantní obnovování původního stavu začalo již krátce po uvolnění nadbytečného uhlíku do atmosféry a že klíčovou roli sehrál anorganický proces - tzv. silikátové zvětrávání.

Nová studie však ukazuje, že k vysvětlení údajů o prehistorickém oteplení tato hypotéza nepostačuje. Šlo spíše o dlouhé období s vysokými koncentracemi následované rychlým a krátkým návratem k normálním hodnotám, při němž absorbce atmosférického uhlíku probíhala tempem o řád vyšším, než by odpovídalo efektu samotného silikátového zvětrávání.

Příčinou rychlého poklesu vysokých koncentrací uhlíku mohl být rapidní rozvoj biosféry spojený s šířením lesů, rostlin a půd s vysokým obsahem uhlíku, tvrdí Bowen. Na počátku oteplení naopak mohl stát rapidní rozklad nebo shoření velkých částí kontinentální biosféry. A to zase možná odstartovaly vulkanické exploze nebo uvolňování uhlíku z podmořských usazenin coby spouštěč pozitivní zpětné vazby v biosféře.

Tým se nyní zaměřuje na vypracování nového adekvátnějšího modelu uhlíkového cyklu.

Podrobnosti v angličtině: ZDE

Vytisknout