Палеоцен-эоценовый термический максимум

Палеоце́н-эоце́новый терми́ческий ма́ксимум (англ. Paleocene-Eocene Thermal Maximum, Initial Eocene Thermal Maximum, сокр. PETM или IETM) — геологическое событие, произошедшее примерно 55 млн лет назад[1][2], на границе палеоцена и эоцена, и выразившееся в резком потеплении климата Земли, значительном изменении состава атмосферы и вымирании некоторых видов. Палеоцен-эоценовый термический максимум — одно из самых значительных резких изменений климата в геологической истории фанерозоя, продолжавшееся около 200 тысяч лет.

Изменения климата за последние 65 млн лет. Виден резкий пик температур на границе палеоцена и эоцена (55 млн лет назад), он называется палеоцен-эоценовым термическим максимумом (PETM)

Проявления палеоцен-эоценового термического максимума

Палеоцен-эоценовый термический максимум проявился как в резком повышении температур на поверхности континентов и в верхних слоях океана, так и в изменении изотопного состава атмосферного углерода, изменении седиментации и вымирании целого ряда видов.

Согласно палеоклиматическим реконструкциям, температура на континентах во время этого события увеличилась на 8 °C. Температура воды в тропическом поясе составила 20 °C, что на 1,5 °C больше современного значения; в арктических морях потепление было значительно масштабнее, и увеличение температуры поверхностных вод Северного Ледовитого океана могло составлять до 10 °C.

Наиболее отчётливо термический максимум проявился в изотопном составе углерода карбонатных отложений, в которых отношение 13C/12C сначала очень быстро уменьшилось на 2–2,5 ‰, а затем примерно за 150—200 тысяч лет вернулось в норму. Изменение изотопного состава углерода реконструируется по скважинам в океанических отложениях. Точность изотопных методов определения абсолютного возраста отложений недостаточна для определения таких коротких интервалов времени, и, поскольку вся продолжительность палеоцен-эоценового термального максимума составляет 200 тыс. лет, то определить историю события в абсолютных временных величинах пока невозможно.

Во время термического максимума содержание углекислого газа в атмосфере достигло 2–3 ‰ (то есть в 5—8 раз больше, чем современное значение, 400 ppm), причём бо́льшая его часть растворилась в океанической воде, что повысило её кислотность. В результате карбонатные раковины гибнущего планктона стали растворяться в воде, не достигая дна, поэтому в осадочных разрезах термальный максимум проявлен сменой белых карбонатных отложений красными глинами, которые по его завершении опять сменяются карбонатными отложениями.

Причины

Изменение изотопного состава углерода во время палеоцен-эоценового термического максимума можно объяснить перераспределением углерода из земной биосферы в океаны и атмосферу, так как всё живое имеет изотопный состав углерода, смещённый в сторону лёгкого изотопа. Однако в данном случае для объяснения огромного отклонения изотопного состава углерода от нормального состояния требуется за мгновение перевести в атмосферу и океаны количество углерода, эквивалентное содержанию во всей современной биосфере, включая почвы. Гораздо реалистичнее выглядит модель резкого перехода метана из кристаллогидратов в атмосферу и океан. Согласно оценкам, для образования наблюдаемой изотопной аномалии требуется распад лишь одной трети метана, связанного в форме кристаллогидратов.

Кристаллогидраты — это специфические соединения воды и углеводородов, в которых газы входят в полости структуры льда. Они становятся неустойчивы при повышении температуры и могут разлагаться взрывным образом.

Как и в большинстве климатических изменений, причинно-следственная связь в данном случае неясна. Кристаллогидраты становятся неустойчивыми с повышением температуры — таким образом, их распад мог быть спровоцирован резким потеплением на планете. С другой стороны, метан — газ с сильным парниковым эффектом, и увеличение его концентрации в атмосфере само по себе могло вызвать глобальное потепление.

Резкое повышение температуры на Земле, случившееся около 55,5 млн лет назад, когда средняя температура воздуха у поверхности Земли и температура верхних слоёв океана выросла примерно на 5—8 °C, могло быть связано, по версии американских учёных, с падением кометы или метеорита[3][4][5][6].

Также геологические данные этого события отвечают «силурианской гипотезе» о следе, который могла бы оставить на Земле индустриальная цивилизация.[7]

Последствия

Термальному максимуму соответствуют масштабные изменения климата планеты и состава её верхних геосфер. Они отразились и на биосфере. На границе палеоцена и эоцена произошло значительное вымирание видов. Исчезли примитивные млекопитающие, им на смену пришли млекопитающие современного типа, все — в меньшем размерном классе. Тогда же вымерло от 30 до 40 % глубоководных фораминифер.

Особый интерес представляют седиментационные последствия этого события и то, как после него Земля возвращалась в нормальное состояние. Углеродная изотопная аномалия стала убывать по экспоненте и исчезла примерно за 150 тыс. лет. Это время сопоставимо с современным временем осаждения океанического углерода в осадочные породы. С углеродной аномалией сопряжено значительное увеличение осаждения биогенного бария, на основании чего С. Бэйнс и др. в 2000 году предположили, что продуктивность океанов увеличилась в ответ на усиление эрозионных процессов на континентах и увеличение сноса в океаны продуктов выветривания[8]. Таким образом, палеоцен-эоценовый термальный максимум иллюстрирует не только резкое изменение температуры и состава атмосферы, но и механизм последующего отклика планеты, нивелирующего эти изменения.

См. также

Примечания
  1. Cai Li et al. Two Antarctic penguin genomes reveal insights into their evolutionary history and molecular changes related to the Antarctic environment (англ.) // GigaScience. — 2014. — P. 27. — doi:10.1186/2047-217X-3-27. Архивировано 19 февраля 2015 года.
  2. Zachos J., Pagani M., Sloan L., Thomas E., Billups K. Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to present (англ.) // Science. — 2001. — Vol. 292, no. 5517. — P. 686—693. — doi:10.1126/science.1059412. — PMID 11326091.
  3. Резкое потепление 55 млн лет назад могло быть связано с падением метеорита
  4. Comet may have struck Earth just 10 million years after dinosaur extinction, 2016.
  5. Установлена причина катастрофического изменения климата Земли
  6. Impact ejecta at the Paleocene-Eocene boundary
  7. Schmidt GA, Frank A. «The Silurian hypothesis: would it be possible to detect an industrial civilization in the geological record?» // International Journal of Astrobiology #18, 142–150, doi  (англ.)
  8. Bains, S.; Norris, R.D.; Corfield, R.M.; Faul, K.L. (2000). «Termination of global warmth at the Palaeocene/Eocene boundary through productivity feedback». Nature. 407 (6801): 171-4.

Ссылки


This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.