Палеоцен-эоценовый термический максимум

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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)

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 несколько тысяч лет.

Проявления палеоцен-эоценового термического максимума[править | править код]

Global.Cenozoic.Temperature.gif

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[править | править код]

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].

Последствия[править | править код]

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[7]. 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[править | править код]

Примечания[править | править код]

  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. 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[править | править код]