Палеоклиматическая загадка, связанная с бериллием, наконец-то решена
Группа исследователей недавно пролила свет на загадку палеоклимата, которая сохраняется уже несколько десятилетий. Результаты были опубликованы в научном журнале PNAS 19 октября.
В течение последних 40 миллионов лет содержание углекислого газа (CO2) в воздухе неуклонно снижалось. Действительно, его концентрация снизилась с более чем 1000 ppm (частей на миллион) в эоцене до 180-280 ppm в четвертичном периоде. Снижение уровня CO2 в воздухе привело к длительному похолоданию климата в этот период.
Улавливание CO2 ускоряется за счет выветривания горных пород
Исследователи сходятся во мнении, что медленное, но неумолимое снижение уровня CO2 за последние 12 миллионов лет связано с увеличением скорости эрозии и изменения горных пород после образования огромных горных хребтов Гималаев и, в меньшей степени, Анд, или, говоря иначе, с появлением двух гигантских насосов CO2.
И не зря: когда дождевая вода падает на эти горы, содержащаяся в ней углекислота вступает в реакцию с силикатными минералами в горных породах. После растворения этот материал переносится реками в океан, где он превращается в карбонаты под воздействием живых организмов и, в конечном итоге, захоранивается в морских отложениях. Балансом этого процесса является чистый перенос углерода из атмосферы в земную кору.
Палеоклиматические данные в значительной степени подтверждают эту гипотезу. Например, исследования изотопов на основе стронция, лития или осмия подтверждают увеличение скорости выветривания на материке. Однако один момент до сих пор был проблематичным. Это данные, полученные по изотопам бериллия, щелочноземельного металла.
Если вышеприведенная теория верна, ученые ожидают увидеть увеличение соотношения бериллий-9 / бериллий-10 в океанах того времени. Действительно, поскольку породы содержат исключительно бериллий-9, их изменение должно обогатить моря. Однако палеоклиматические данные показывают, что это соотношение не увеличилось, что позволяет предположить, что скорость выветривания сама по себе оставалась стабильной.
Бериллиевая загадка наконец разгадана
В работе, опубликованной несколько дней назад, исследователи решили эту проблему, положив тем самым конец противоречиям, существовавшим несколько десятилетий. В действительности, когда избыток бериллия-9, связанный с увеличением выветривания, уходит через реки и попадает вблизи побережья, он подвергается химическим реакциям, которые поглощают его, прежде чем он успевает достичь океана. Таким образом, изотопное отношение воды поддерживается на квазипостоянном значении, что полностью совместимо с гипотезой усиления эрозии и континентального выветривания. Короче говоря, противоречия больше не существует.
Кроме того, в исследовании подчеркивается необходимость задействовать определенные механизмы, которые не позволили бы падению уровня CO2 привести к внезапному похолоданию. "Эти результаты указывают на важную роль геологических процессов, которые компенсируют удаление CO2 в результате континентального выветривания и предотвращают неконтролируемое похолодание, такое как усиленное окисление органического углерода, выветривание пирита и/или уменьшенное выветривание базальта", — отмечается в аннотации к работе.