Између научне заједнице, влада, хуманитарних организација, па чак и војних планера, климатске промене сматрају се највећом претњом коју данас представља човечанство. Између пораста глади, болести, поплава, расељавања, екстремних временских прилика и хаоса који резултирају, јасно је да начин на који наша планета постаје топлија има страшне последице.
Али постоји читав низ сценарија где би штета која се сада наноси могла резултирати безначајним ефектом који би довео до масовних изумирања. Ову могућност је илустровала недавна студија коју је спровео професор МИТ-а Даниел Ротхман уз подршку НАСА-е и Националне научне фондације (НСФ). Према Ротхману, у опасности смо да пробијемо „праг угљеника“ што би могло довести до бекства са Земљиним океанима.
Ротхман, професор геофизике и ко-директор Лорензовог центра у МИТ-овом одељењу за Земљу, атмосферу и планетарне науке, провео је последњих неколико година упозоравајући нас на критични праг са којим се суочавамо. Још 2017. године објавио је чланак у Напретка у науци који су упозоравали како би океани Земље до 2100. могли да задрже довољно угљен-диоксида да покрену масовно истребљење.
Од тада, Ротхман је усавршио ово предвиђање проучавањем начина на који реагује угљенични циклус након што га пређу преко критичног прага. У свом новом раду, који је представљен у Зборник радова Националне академије наука, Ротхман је користио једноставан математички модел који је развио да представи циклус угљеника у Земљином горњем океану и како би се могао понашати када се овај праг пређе.
Овај циклус се састоји од испуштања угљеника у Земљину атмосферу (махом вулканском активношћу) и складиштеног у Земљином плашту у облику карбонатних минерала. Наши океани такође служе као „угљеник угљеника“, уклањајући атмосферски угљен из ваздуха и претварајући га у угљеничну киселину. Овај циклус је одржавао температуру планете и ниво киселости океана током времена стабилним.
Када се угљендиоксид из атмосфере раствара у морској води, он такође има ефекат на смањење концентрације карбонатних јона у океану. Када падну испод одређеног прага, шкољке направљене од калцијумовог карбоната почињу да се растварају и организми који зависе од њих за заштиту теже преживеју.
То је штетно из два разлога. С једне стране, то значи да би важан део морског животног циклуса почео да одумире. Са друге стране, шкољке играју важну улогу у уклањању угљен-диоксида из горњег океана. То се дешава као резултат да се организми ослањају на своје шкољке и помажу им да потону до океанског дна носећи са собом детритални органски угљеник.
Због тога, повећање атмосферског угљен-диоксида (и настало закисељавање океана) знаћиће мање калцификационих организама и мање уклањања угљен-диоксида. Као што је Ротхман објаснио у недавном интервјуу за МИТ Невс:
„То је позитивна повратна информација. Више угљен-диоксида доводи до више угљен-диоксида. Питање са математичке тачке гледишта је да ли је таква повратна веза довољна да систем постане нестабилан? "
Овај процес се током историјата Земље дешавало више пута. Као што је Ротхман указао у својој студији, докази добијени из испитивања таложних слојева показују да су се океанске залихе угљеника брзо мењале (а затим и опорављале) десетине пута током последњих 540 милиона година. Најдраматичније од њих догодило се у исто време као и четири од пет великих масовних изумирања у историји Земље.
У сваком од ових случајева, Ротхман закључује да повећање угљен-диоксида (било постепено или нагло) на крају пређе преко прага, што резултира безначајним ефектом каскаде који укључује хемијске повратне реакције. То је довело до екстремне закисељености океана и појачавања ефеката првобитног окидача.
Штавише, за отприлике половину поремећаја у Ротхмановом моделу, стопа повећавања угљеника била је углавном иста када су их покренули. Док су у прошлости покретачи вероватно били последица повећане вулканске активности или других природних догађаја, они су се дешавали током десетина хиљада година. Данас човечанство пумпа ЦО2 у атмосферу брзином која се раније није чула у геолошком запису.
Ово је био један од главних налаза Ротхманове студије, који је показао да је стопа којом ЦО2 представљен игра важну улогу у избацивању система из ударца. Док би скромне узнемирености у циклусу угљеника временом измицале и не утицале на укупну океанску стабилност, брзо увођење ЦО2 довело би до каскаде позитивних повратних информација које повећавају проблем.
Данас, Ротхман тврди да смо „у рату узбуђења“, и ако се то догоди, резултирајуће повратне информације и ефекти могу бити слични прошлим глобалним катастрофама. "Једном када смо прекорачили праг, како можемо доћи тамо можда није важно", рекао је. "Једном када то пређете, бавите се начином на који Земља функционише и иде самостално."
Са позитивне стране, његова студија је такође показала да ће се Земљини океани (засновани на тренутним нивоима закисељења) вратити у равнотежу на крају, али тек након десетака хиљада година. Овај образац је у складу са геолошким записима, тачније са најмање три масовна изумирања за која се верује да су повезана са сталним масовним вулканизмом.
Другим ријечима, ако антропогене емисије угљика пређу праг и наставе даље од њега, посљедице би могле бити једнако озбиљне као и код претходних масовних изумирања. „Тешко је знати како ће се ствари завршити с обзиром на оно што се данас догађа“, рекао је Ротхман. „Али вероватно смо близу критичног прага. Било који шиљак достигао би свој максимум након отприлике 10.000 година. Надам се да ће нам то дати времена да нађемо решење. "
Већ научна заједница препознаје тај антропогени ЦО2 емисије утичу на Земљино окружење - ефекат који се може осећати хиљадама година. Међутим, ова студија сугерира да би те посљедице могле бити много драматичније него што се раније очекивало и могле би бити неповратне након одређеног тренутка. Ако ништа друго, Ротхманова студија наглашава потребу да се решења сада примене, док за то још има времена.
