У планеты есть план Б — Земля сама готовится исправить наш климатический хаос

Учёные заявили, что наша планета способна сама скорректировать климатический дисбаланс, вызванный деятельностью человека. Согласно недавнему исследованию, Земля имеет не один, а целых два механизма — природных "термостата", регулирующих уровень углекислого газа (CO2). Открытие может изменить представления о том, когда наступит следующий ледниковый период.

Когда природа вмешивается

Исследователи пришли к выводу, что при определённых условиях Земля способна "перекорректировать" накопление углерода, что потенциально приведёт к возвращению ледникового периода в нормальные сроки — примерно через 11 тысяч лет, как и ожидалось до вмешательства человека.

Авторы работы, опубликованной в журнале Science, выяснили, что в недрах планеты действует система, способная закапывать огромные объёмы углерода под морское дно всего за сто тысяч лет. Это в несколько раз быстрее, чем считалось ранее, когда в расчётах фигурировал так называемый "ленивый термостат", работающий на протяжении полумиллиона — миллиона лет.

"Когда оба термостата работают вместе, следующий ледниковый период может начаться вовремя, а не задержаться из-за последствий изменения климата", — пояснил профессор геологии Энди Риджвелл из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Однако исследователи предупреждают: новое открытие не спасёт современное человечество от последствий глобального потепления.

"Это не значит, что мы будем в безопасности от глобального потепления в ближайшие 100 или даже 1000 лет", — заявил математик и специалист по биогеохимическому моделированию Доминик Хюльсе из Бременского университета.

Как работает первый термостат

Идея о том, что Земля сама регулирует климат, не нова. С 1980-х годов учёные обсуждают механизм, называемый обратной связью силикатного выветривания. Он срабатывает, когда дожди уносят CO2 из атмосферы и взаимодействуют с силикатными породами, составляющими основную массу земной коры.

В процессе реакции углекислый газ растворяет минералы, а продукты этого взаимодействия попадают в океан. Там они оседают в виде известняка и мела — по сути, углерод "запирается" на миллионы лет.

Чем теплее климат и активнее дожди, тем быстрее происходит этот процесс. Уровень CO2 снижается, а температура постепенно возвращается к норме. Но при похолодании баланс меняется: вулканы и мантия продолжают выбрасывать углерод, а его выветривание замедляется. Так Земля удерживает климат в устойчивом состоянии.

Однако этот механизм работает медленно. Чтобы восстановить равновесие после сильных изменений, может потребоваться до миллиона лет. Поэтому силикатное выветривание не может объяснить колебания климата, происходящие каждые 100 тысяч лет — именно с такой периодичностью на планете сменяются ледниковые и межледниковые эпохи.

Второй "термостат": углерод и фосфор

Ключ к разгадке нашли Доминик Хюльсе и его коллеги. Изучая, как во времена древних катастроф углерод оседал на морском дне, он обнаружил связь между вулканической активностью, изменением климата и захоронением органического вещества в океанических отложениях. Это навело учёных на мысль, что в климатической системе Земли должен существовать дополнительный регулятор.

Этим регулятором оказался фосфорный цикл, начинающийся на суше. Когда дожди вымывают фосфор из горных пород, он попадает в почву, затем в реки и — в океан. Здесь элемент становится пищей для микроскопических водорослей — фитопланктона, который активно поглощает CO2 из атмосферы. После смерти планктон оседает на морское дно, унося с собой углерод и питательные вещества.

В тёплом климате этот процесс усиливается: больше осадков, больше фосфора, больше фитопланктона — и, как следствие, больше углерода, запертого в морских отложениях. Но есть и обратная сторона: с ростом температуры вода теряет кислород. При этом фосфор из осадков возвращается в толщу воды, подпитывая новый всплеск жизни.

"Точный механизм этого процесса не до конца изучен, но мы знаем, что это происходит", — отметил Энди Риджвелл.

По его словам, анализ древних осадков показал, что в периоды резкого потепления морские донные слои содержали очень мало фосфора — значит, он действительно возвращался в океан и поддерживал новые циклы роста фитопланктона. Так запускается своего рода самоподдерживающаяся петля охлаждения.

Как природа "переусердствует"

Учёные называют этот механизм органическим углеродным термостатом. Он похож на силикатный, но действует гораздо быстрее, потому что в его основе лежит круговорот питательных веществ. Фосфор, возвращаясь в океан, стимулирует новый рост фитопланктона, который снова вытягивает CO2 из атмосферы.

Такой механизм способен "охладить" планету куда сильнее, чем нужно. Исследователи предполагают, что именно он мог привести к древним катастрофическим оледенениям, когда Земля превращалась в сплошной "снежный ком".

Сегодня риск повторения такого сценария минимален. Современные океаны гораздо богаче кислородом, чем миллионы лет назад, и баланс нарушить значительно труднее. Тем не менее, по словам учёных, органический термостат способен ускорить возвращение углерода к естественным значениям, компенсируя влияние человека на климат.

Что это значит для будущего

Ранее климатологи полагали, что человеческие выбросы CO2 отодвинут начало следующего ледникового периода на десятки тысяч лет. Теперь, по новой модели, это может не произойти: Земля сама вернёт климатический цикл к прежним срокам.

"Какую бы задержку мы ни получили для следующего ледникового периода… размышления об этом механизме могут снова ускорить его", — сказал Энди Риджвелл.

Исследователи уточняют, что это не повод расслабляться. Даже если в долгосрочной перспективе планета выправит дисбаланс, ближайшие столетия будут решающими для людей и экосистем. Повышение температуры уже влияет на уровень океанов, сельское хозяйство и биоразнообразие, а процесс саморегуляции займёт тысячи лет.

А что если механизм "собьётся"?

Учёные пока не уверены, насколько устойчив новый термостат к современным выбросам. Если баланс фосфора и углерода нарушится слишком сильно, система может отреагировать непредсказуемо. Некоторые модели показывают, что при определённом сочетании факторов Земля способна "переохладиться", как это случалось миллиарды лет назад.

Однако большинство специалистов считают такой сценарий маловероятным. Гораздо вероятнее, что планета постепенно восстановит естественный ритм, но для этого потребуется десятки тысяч лет.

Исторический контекст

Первые теории о силикатном выветривании появились в 1981 году, когда геохимики предположили, что дожди и вулканические газы вместе создают систему климатической стабилизации. В 1990-х появились первые компьютерные модели, показывающие, как выветривание уравновешивает температуру планеты.

Теперь же добавление фосфорного цикла в расчёты показало: у Земли есть не один, а два взаимосвязанных регулятора, работающих как тонкий механизм обратной связи. Это открытие не только помогает понять прошлое планеты, но и даёт надежду, что природа всё ещё способна восстанавливать баланс — пусть и в своём, крайне медленном темпе.