пятница, 2 марта 2012 г.

Современное подкисление океана может стать худшим за 300 млн лет

Современное подкисление океана может стать худшим за 300 млн летСкептики, оспаривающие гипотезу об антропогенном изменении климата, любят говорить о естественных циклах: мол, это нормально, когда то тепло, то холодно. Поэтому важно знать, случалось ли то, что мы наблюдаем сегодня, в истории планеты.

Крупная группа специалистов в составе 21 учёного из почти такого же количества университетов проанализировала геологическую летопись на предмет подкисления океана, то есть снижения рН, обусловленного ростом концентрации углекислого газа в атмосфере. Показано, что нынешние темпы подкисления не имеют аналогов за последние 300 млн лет.

Информация об этом процессе хранится в породах несколькими способами. Во-первых, в соответствии со сдвигами круговорота углерода меняется содержание изотопов этого элемента. Водородный показатель можно отслеживать и по содержанию изотопов бора в морских раковинах. Присутствие других микроэлементов (урана или цинка) в раковинах по отношению к кальцию указывает на концентрацию карбонат-ионов. (Подкисление океана связано не только с рН, но и со снижением карбонатной насыщенности воды, из-за чего морским созданиям труднее строить свои раковины.) В дополнение ко всему геологическая летопись фиксирует вымирания и морфологические изменения морских видов, которые вызываются разного рода экологическими катастрофами.

Работа охватывает 300 млн лет не потому, что это круглая цифра. Поскольку тектоника плит заставляет океанические платформы погружаться обратно в мантию в зонах субдукции, у нас нет ни океанической коры, ни морских осадочных пород старше 180 млн лет. Поэтому, чтобы заглянуть дальше в прошлое, приходится полагаться на ограниченные запасы морских пород, перенесённых на континентальные плиты. Из-за того что регионы в такой летописи представлены неравномерно, трудно составить общую картину. Неопределённость растёт, и 300 млн лет считаются порогом, за которым она становится чересчур большой.

1

Первой эпохой, которая удостоилась внимания нового исследования, стал конец последнего ледникового периода (около 18 тыс. лет назад). В течение 6 тыс. лет с тех пор уровень углекислого газа в атмосфере увеличился на 30%, или на 75 частей на миллион. (Для справки: на тот же объём он вырос за последние 50 лет.) За это время pH поверхности океана упал примерно на 0,15, то есть на 0,002 за столетие. Сегодняшняя ставка — более 0,1 за век.

Последняя дегляциация не вызвала массового вымирания, но привела к изменениям у некоторых видов. Раковины планктонных фораминифер уменьшились на 40–50%, а кокколитофоридов — на 25%.

В тёплый период плиоцена (около 3 млн лет назад) атмосферная концентрация СО2 была примерно такой же, как сейчас, но рН — всего на 0,06–0,11 ниже доиндустриальных показателей. Это объясняется тем, что рост содержания углекислого газа в воздухе происходил очень медленно — на протяжении 320 тыс. лет. Подкисление океана зависит прежде всего от скорости роста атмосферного уровня диоксида углерода, а не от его абсолютной концентрации. Поэтому палеонтологическая летопись зафиксировала миграцию видов в связи с потеплением, но морские организмы, накапливающие кальций, ничего не заметили.

2

Затем исследователи обратили внимание на позднепалеоценовый термальный максимум (ППТМ), имевший место около 56 млн лет назад. В течение 20 тыс. лет мировая температура выросла примерно на 6 ˚C из-за резкого выброса углерода в атмосферу (хотя и не столь резкого, как сегодня). Произошло крупнейшее исчезновение глубоководных фораминифер за последние 75 млн лет и одно из четырёх крупнейших вымираний кораллов за 300 млн лет.

Наука не располагает надёжными показателями рН для этого периода, так что трудно сказать, насколько исчезновения были вызваны подкислением океана. Можно говорить лишь об изменении температуры и уменьшении содержания растворённого кислорода, вызванного потеплением.

Кроме того, исследователи рассмотрели несколько массовых вымираний, случившихся в мезозое. Граница триаса и юры отмечена заметным увеличением СО2 в атмосфере (концентрация выросла на 1 300–2 400 частей на миллион) за относительно короткий срок — примерно 20 тыс. лет. Авторы пишут: «На тот же период приходится кризис кальцификации среди гиперкальцифицирующих таксонов, причём рифы и мадрепоровые кораллы ждал почти полный крах». И опять же неясно, в какой мере причиной катастрофы стало подкисление, а не потепление.

3

Наконец мы подошли к великому вымиранию. На границе перми и триаса (примерно 252 млн лет назад) было уничтожено около 96% морских видов. Тем не менее выброс углекислого газа в атмосферу (приведший в итоге к катастрофе) происходил в 10–100 раз медленнее, чем сейчас.

Исследователи заключают, что ближайшими аналогами того, что происходит сегодня, можно назвать ППТМ, триасово-юрское и пермское вымирания — по крайней мере в том, что касается подкисления. Поскольку для последних двух событий у нас мало данных на этот счёт, приходится равняться на ППТМ. Но и это не лучший выбор, ибо тогда атмосферная концентрация углекислого газа росла медленнее.

Важно отметить, что на границе палеоцена и эоцена химия океана была менее чувствительна к изменениям. Соотношение магния и кальция в морской воде со временем меняется — в том числе из-за разницы в вулканической активности вдоль срединно-океанических хребтов. Когда много магния (как сегодня), доминирующей формой карбоната кальция становится арагонит. Он легче растворяется, чем кальцит, поэтому «арагонитовое море» более восприимчиво к воздействию подкисления. Хотя во времена ППТМ моря не были арагонитовыми, многие морские виды почувствовали себя неловко.

И для нас это однозначно плохая новость.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Подготовлено по материалам Ars Technica.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Миссия выполнима: остановить кровоснабжение раковых клеток
Исследователи из Университета Эмори (США) обнаружили ранее неизвестную функциональность гена INK4a, обычно препятствующего развитию раковых опухолей. Учёные хорошо знают, что ген INK4a, который кодирует протеин p14 ARF (альтернативная рамка считывания), работает внутри клеток, контролируя их рост и деление (точнее — работает опухолевым супрессором). Исследователи под руководством Эрвина ван Мейр...
  (читать дальше)

Наблюдения за распадами странных B-мезонов принесли свидетельства прямого нарушения CP-инвариантности
Коллаборация LHCb сообщила о том, что ей удалось обнаружить свидетельства CP-нарушения в распадах странных B-мезонов. CP-нарушением называют свойство законов физики, которые оказываются неинвариантными относительно операции зеркального отражения (пространственной инверсии P) с одновременной заменой всех частиц на античастицы (зарядовым сопряжением C). Эта асимметричность, поначалу казавшаяся про...
  (читать дальше)

Разработана новая технология выработки энергии из сточной воды
Соединив две известные технологии получения электричества, ученые создали энергетическую ячейку, способную работать везде, где есть запасы сточной воды. Основа нового метода производства энергии из сточной воды и соли – так называемый реверсивный электродиализ (RED), где электрический ток получается из-за разницы между ионными составами пресной и соленой воды. Суть его проста: в такой энергетичес...
  (читать дальше)

LiveJournal получил только 11 заявок на "амнистию" блогов
Администрация блогхостинга LiveJournal получила только 11 заявок на разблокировку блогов, которые были заморожены из-за накрутки рейтинга, сообщил в своем дневнике руководитель сервиса в России Илья Дронов в понедельник. Правила LiveJournal запрещают пользователям "накручивать" рейтинг собственного журнала. По словам Дронова, существуют пользователи, которые, например, создают множество аккаунто...
  (читать дальше)

Intel поддержит инновационные ИТ-разработки для автомобилей
Корпорация Intel объявила о намерении инвестировать $100 млн в разработку и внедрение передовых технологий для автомобильных информационно-развлекательных систем и средств обработки и передачи данных. Финансовую поддержку получит Центр автомобильных инноваций (Automotive Innovation and Product Development Center) в Карлсруэ (Германия). Он займётся оптимизацией технологий Intel для различных прил...
  (читать дальше)

Новый гибридный аспирин как потенциальный противораковый препарат
Исследователи из Нью-Йоркского колледжа (США) объединили две новые «дизайнерские» формы аспирина в одно гибридное соединение, которое оказалось куда более эффективным в сдерживании роста некоторых форм рака в лабораторных тестах, чем любой из предшественников. Результаты работы о гибридном NOSH-аспирине, названном так за его способность выделять оксид азота (NO) и сероводород (H2S), опубликованы в...
  (читать дальше)

В Катаре строится теплица, проект которой вдохновлён верблюжьими ноздрями
К концу года в катарской пустыне будет построена уникальная теплица, орошаемая морской водой. Проект Sahara Forest стоимостью $5,3 млн и площадью 10 тыс. м² воплотится в жизнь в непосредственной близости от Дохи. Технология опреснения позаимствована у самой природы. Внешняя энергия и прочие ресурсы не требуются. Секрет — в разнице между температурой поверхностной морской воды и воды, взятой с ...
  (читать дальше)

На динозаврах, возможно, жили примитивные блохи
В Китае найдены прекрасно сохранившиеся окаменелости, которые позволяют предположить существование связи паразит — хозяин уже в юрском периоде, более 150 млн лет назад. Сегодня разнообразная группа паразитических насекомых (мы называем их блохами) изрядно досаждает млекопитающим и птицам, и это никого не удивляет. Но мало что известно об их происхождении. Ископаемые находки представляют собой в ...
  (читать дальше)

Древнейший лес планеты стал чуть разнообразнее
В 1920-х в карьере, где добывали песчаник, близ Гильбоа (штат Нью-Йорк, США) были обнаружены сотни остатков ископаемых деревьев. Их возраст оценили в 390 млн лет; по сей день это самый старый лес в мире, известный науке. Учёные сочли, что там рос всего один загадочный вид деревьев, обозначенный Eospermatopteris (или дерево Гильбоа). Он напоминал современные пальмы: крона была расположена на само...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)