Как вулканы спасли Землю от вечной зимы

Земля — удивительная планета, которая может поддерживать жизнь благодаря своему сложному и динамичному климату. Но были ли моменты в истории Земли, когда климат был настолько холодным, что жизнь становилась невозможной? И что могло вызвать такие радикальные изменения?

Недавнее исследование австралийских геологов, опубликованное в журнале Geology, дает нам ответы на эти вопросы. Они использовали моделирование плитовой тектоники, чтобы восстановить картину Земли более 700 миллионов лет назад, когда планета почти полностью покрылась льдом. Этот период называется стертским оледенением и длился 57 миллионов лет — невероятно долгий срок по меркам человеческой истории.

Что же спровоцировало такое оледенение и почему оно продолжалось так долго? Как выяснилось, главную роль играли вулканы — или, точнее, их отсутствие. Вулканы — это источники углекислого газа (CO2), одного из главных парниковых газов, которые удерживают тепло в атмосфере. Когда вулканическая активность высока, больше CO2 выбрасывается в атмосферу, и климат становится теплее. Когда вулканическая активность низкая, меньше CO2 выбрасывается в атмосферу, и климат становится холоднее.

Исследователи обнаружили, что начало стертского оледенения совпало с рекордно низким уровнем вулканических выбросов CO2. Это было связано с тем, что плиты Земли расходились медленнее, и подводные вулканы, расположенные вдоль срединно-океанических хребтов, выделяли меньше газа. Кроме того, в Канаде существовала огромная вулканическая провинция, которая подвергалась эрозии и поглощала CO2 из атмосферы. В результате концентрация CO2 в атмосфере упала до критически низкого уровня, при котором началось оледенение.

Оледенение продолжалось, потому что Земля попала в замкнутый круг. Чем больше планета покрывалась льдом, тем больше отражалось солнечное излучение, и тем холоднее становилось вокруг. Чем холоднее становилось, тем меньше CO2 высвобождалось из океана и почвы, и тем меньше был парниковый эффект. Чем меньше парниковый эффект, тем больше планета покрывалась льдом. И так далее.

Как же Земля вышла из этого состояния? Скорее всего, это произошло благодаря внутреннему теплу планеты, которое вызывало тектонические движения и вулканизм. Вулканы начали снова выбрасывать CO2 в атмосферу, увеличивая парниковый эффект. Лед начал таять, освобождая еще больше CO2 из океана и почвы. Температура начала повышаться, и Земля постепенно восстановила свой умеренный климат.

Это исследование показывает, как важна роль вулканов (или других источников СО2) в регуляции климата Земли. Они являются частью встроенного в планету термостата, который предотвращает ее перегрев или переохлаждение. Оно также показывает, насколько чувствителен климат к концентрации CO2 в атмосфере. Небольшие изменения в этом параметре могут привести к глобальным последствиям.

Что же нас ждет в будущем? Некоторые ученые предполагают, что через 250 миллионов лет Земля снова соберется в суперконтинент Пангею Ультима, который будет настолько жарким, что млекопитающие могут вымереть. Однако другие ученые указывают, что Земля сейчас находится на пути снижения вулканических выбросов CO2, поскольку континенты сталкиваются и плиты замедляются. Так что, возможно, Пангея Ультима снова превратится в снежный ком.

Как бы то ни было, важно помнить, что геологическое изменение климата происходит очень медленно и не сравнимо с тем, что происходит сейчас из-за деятельности человека. По данным NASA, вызванное человеком изменение климата происходит в 10 раз быстрее, чем когда-либо раньше. Это означает, что мы не можем рассчитывать на саморегуляцию планеты, чтобы спасти нас от наших ошибок. Мы сами должны беречь Землю и ее климат, если хотим сохранить на ней жизнь.