После проведенных недавно исследований, ученые Калифорнийского университета сообщили, что они, возможно, нашли ответ на вопрос о том, почему на Земле происходит чередование теплых и холодных эпох. По мнению специалистов, главной «виновницей» глобальных изменений климата на планете является земная кора.
Ледниковые периоды
Как известно, в последний миллиард лет Земля была в основном теплой и комфортной для живых организмов планетой. Похолодания в этот период случались не слишком часто. Льдами планета была покрыта за это время в общей сложности не более 250 млн лет.
Но тем не менее глобальные похолодания за последний миллиард лет Земле происходили как минимум 12 раз. При этом три ледниковых периода были достаточно продолжительными для того, чтобы снегом покрылась большая часть планеты.
Что же могло вызывать такие глобальные изменения климата на Земле в прошлом? По мнению ученых Калифорнийского университета, они нашли достаточно правдоподобный ответ на этот вопрос.
От чего зависит температура воздуха на планете
Конечно же, на климат Земли могут оказывать влияние самые разные факторы. Однако больше всего погода на нашей планете зависит от концентрации в атмосфере углекислого газа. СО2 является неким подобием «одеяла», создающим парниковый эффект, и укрывающим и закрывающим Землю.
Колебания содержания углекислого газа в атмосфере собственно и являются причиной глобальной смены климата на планете и чередования ледниковых периодов и потеплений. Почему же процент СО2 в атмосфере периодически меняется, ученым до сих пор точно неизвестно. Ведь определить то, что происходило на Земле миллионы и миллиарды лет назад, достаточно сложно.
Баланс СО2 и земная кора
Основными генераторами СО2 миллионы лет на нашей планете были вулканы. Такие активные горы могут выделять в атмосферу углекислый газ в огромных количествах. Но даже в отдаленные эпохи, несмотря на высокую геологическую активность земной коры, процент СО2 в атмосфере Земли все же был не очень высоким.
Дело в том, что кора может быть ответственной не только за выделение СО2, но и за его поглощение. Многие горные породы, как известно, способны забирать из воздуха достаточно большое количество углекислого газа. К примеру, такими свойствами отличаются богатые магнием и кальцием офиолиты (серпентиниты).
Магний и кальций, содержащиеся в таких горных породах, способны вступать в реакцию с СО2. То есть, чтобы количество углекислого газа в атмосфере уменьшилось, нужно лишь, чтобы офиолиты вступили с ней в открытый контакт.
Почему же происходили похолодания
Для того чтобы ответить на этот вопрос, калифорнийские ученые обратились к очень далекому прошлому. Как известно, около 450 млн лет назад на Земле наступил палеозойский ледниковый период. Специалисты сочли достаточно интересным тот факт, что приблизительно в это же время начался первый этап образования Аппалачей, находящихся на Востоке Северной Америки.
Образовались эти горы, как известно, из-за столкновения двух материков при возникновении Пангеи. Новые горы, по мнению ученых, вынесли в то время на поверхность большое количество офиолитов. В дальнейшем эти породы начали в огромных количествах поглощать из атмосферы углекислый газ. «Одеяло» Земли стало тонким, что привело к глобальному похолоданию.
Изучая историю Земли, калифорнийские ученые в последующем обнаружили тот факт, что перед началом всех трех самых продолжительных ледниковых периодов происходили масштабные столкновения тектонических плит с образованием гор.
Тропические катаклизмы
Выдвинутая калифорнийскими учеными гипотеза о связи глобальных похолоданий с горообразованием выглядела вполне правдоподобно. Однако в этой теории имелась одна нестыковка.
Чтобы сделать реконструкцию происходивших за последние миллионы лет изменений земной коры, ученые использовали самые современные модели палеогеографии Земли. Согласно этим моделям, всем трем длительным ледниковым периодам на планете, произошедшим на планете за последний миллиард лет, действительно предшествовали масштабные процессы горообразования. Однако при этом далеко не всегда, даже после серьезных столкновений тектонических плит с выходом наружу глубинных пород, температура воздуха на Земле падала.
Выяснив этот факт, ученые сделали предположение о том, что ледниковые периоды на планете наступали только тогда, когда горы образовывались в тропической зоне. Именно в таком климатическом районе, к примеру, во время того же процесса образования Аппалачей, находилась вся восточная часть современных США.
Таким образом, климат в районе новых гор был теплым и влажным. В таких условиях же выветривание с выходом наружу офиолитов происходит ускоренными темпами. Это, по мнению ученых, и стало причиной резкого снижения концентрации СО2 в атмосфере и начала ледникового периода.
В какой момент на Земле становится теплее
Сегодня климат на планете, как известно, постепенно становится все более теплым. Причиной этому, безусловно, является именно повышение концентрации СО2 в атмосфере. Однако вызваны такие изменения в наши дни в первую очередь самим человечеством.
Современные промышленные предприятия выбрасывают в атмосферу гораздо больше углекислого газа, чем все вулканы вместе взятые. Офиолиты и другие подобные горные породы уже просто не справляются с его поглощением, что и приводит к глобальному потеплению.
Но почему же климат становился более теплым по окончании ледниковых периодов? Ведь нефть и уголь тогда находилась глубоко под землей и не были основным источником поступления в атмосферу СО2 так, как это происходит сейчас.
Конечно же, ответили американские ученые и на этот вопрос. Столкновение материков и островов — процесс, безусловно, ограниченный по времени. Глубинные породы при таких геологических катаклизмах поднимаются наружу во все меньших количествах.
Также со временем образовавшиеся горы с офиолитами вместе с материками и островами когда-то, возможно, просто «уходили» из тропической зоны. В результате серпентиниты начинали связывать все меньшее количество СО2. Вулканы же при этом продолжали поставлять его в атмосферу в прежнем объеме. Соответственно, и климат на Земле становился более теплым.