Мільйони років тому, приблизно 183 мільйони років тому, підводні вулкани в районі сучасної Південної Африки вивергнули колосальні 20 500 гігатонн вуглекислого газу в океано-атмосферну систему. Цей викид паралізував кисневий цикл Землі, що призвело до катастрофічних наслідків для морського життя. Сьогодні ж, з 1850 по 2019 рік, діяльність людини вже виділила близько 2 390 гігатонн цього газу — це 12% від загального юрського обсягу менш ніж за два століття. Професор Франсуа Тіссо з Каліфорнійського технологічного інституту досліджує, що сталося з юрськими морями далі і що це може розповісти нам про долю сучасних океанів, пише T4.
Смуги вапняку з південної Італії зберігають сліди так званої Тоарської океанічної аноксичної події (Т-ОАЕ) — періоду, коли кисень зник з величезних ділянок морської води, що призвело до масового вимирання багатьох морських видів. Під час цієї події, лише 6-8% морського дна було вкрито позбавленою кисню водою, але ця територія була в 28-38 разів більшою, ніж сучасні аноксичні зони. “Ви можете побачити багато скам’янілостей у морських відкладеннях до Т-ОАЕ, а потім вони раптово зникають”, — пояснює Тіссо.
Цю аноксичну подію спровокувала велика магматична провінція Кару-Феррар, що вивергнула величезну кількість вуглецю. Це призвело до потепління планети, уповільнення океанського змішування та зміни хімічного складу води настільки, що кисень був вилучений з вод. Аноксичний період тривав приблизно від 300 000 до 500 000 років, поступово послаблюючись, коли вулканічні імпульси зменшилися, а природні зворотні зв’язки відновили баланс вуглецевого та кисневого циклів.
Зростання парникових газів призвело до потепління поверхневих вод, посилення стратифікації та блокування надходження свіжого кисню в глибини. Тепла вода також утримує менше розчиненого газу, тому кожен градус нагрівання ще більше зменшував концентрацію кисню. Витік поживних речовин з нововиявленого вулканічного попелу, ймовірно, стимулював цвітіння водоростей. Коли ця органічна речовина осідала та розкладалася, вона споживала ще більше кисню в глибших шарах.
Джерело: F. Tissot
Результатом стала аноксія — хімічно відновлений стан, який сприяє осадженню раніше розчинних ізотопів урану в осадові породи, залишаючи вимірний “відбиток” для сучасних геохіміків. Вчені використовують ці ізотопи, збережені в карбонатних зернах, для реконструкції окисно-відновних умов океану через довгий час після того, як вода зникла.
Сучасні вимірювання показують, що лише близько 0,2% морського дна покриті постійно аноксичною водою, переважно в прибережних морях, таких як Чорне море. Проте глобальний запас розчиненого кисню вже скоротився приблизно на 2% з 1960 року. “Концентрація кисню як у відкритому океані, так і в прибережних водах знижується принаймні з середини 20 століття”, — зазначила морський еколог Деніз Брайтбург.
Дослідження 2024 року попереджає, що деоксигенація прискориться в цьому столітті, оскільки потепління та стратифікація посилюються. Якщо викиди зростатимуть, середньоглибинні зони можуть втратити 20% кисню до 2100 року, перевищуючи фізіологічні межі багатьох видів. “Мертві зони” вже вражають понад 400 лиманів по всьому світу, завдаючи шкоди рибальству та прибережній економіці, і натякають на більші зміни у відкритому морі.
Минулі події показують, що коли поширена аноксія вже настає, відновлення може зайняти десятки тисяч років навіть після припинення надходження вуглецю. На відміну від вулканічних вивержень, людські викиди є безперервними та тісно пов’язані з енергетичними та харчовими системами, що робить швидке їх припинення надзвичайно складним завданням. Скорочення використання викопного палива, захист екосистем, що зберігають вуглець, та обмеження стоку поживних речовин можуть уповільнити втрату кисню до того, як зворотний зв’язок посилить цю тенденцію.
Супутники, автономні поплавці та датчики на морському дні тепер відстежують кисень майже в реальному часі. Це дає шанс діяти до того, як будуть перетнуті пороги, порівнянні з юрським імпульсом. Ядра вапняку, досліджені Тіссо, нагадують нам, що пам’ять океану довга, а його терпимість обмежена. Чи зможемо ми використати уроки минулого, щоб запобігти катастрофічному майбутньому для наших океанів?
Підписуйся на наш Telegram-канал