Nowy mechanizm wymierania planetarnego

Daniel Rothman, profesor geofizyki i dyrektor Centrum Lorenza Wydziału Nauk o Ziemi w Instytucie Technologicznym Massachusetts (MIT), odkrył nowy mechanizm wymierania planetarnego: kiedy tempo, w jakim dwutlenek węgla trafia do oceanów, przekroczy pewien próg, Ziemia odpowiada niekontrolowaną kaskadą reakcji chemicznych, która prowadzi do ekstremalnego zakwaszenia Wszechoceanu. Szczegóły analizy opublikowano 23 lipca 2019 r. w Proceedings of the National Academy of Sciences.

Przeglądając zapisy geologiczne, autor zauważył, iż w ciągu ostatnich 540 milionów lat ilość zmagazynowanego w oceanach węgla zmieniała się gwałtownie przez 10 tysięcy lat, po czym wracała do normy po upływie kolejnych dziesiątek tysięcy lat. To zakłócenie cyklu węglowego swoją najbardziej destrukcyjną postać miało w czasie czterech z pięciu wielkich wymierań.

Naukowcy wskazywali różne czynniki sprawcze tych zdarzeń i zakładali, że następujące po nich zmiany w koncentracjach oceanicznego węgla były proporcjonalne do przyczyny – im mniejszy czynnik sprawczy, tym mniejsze konsekwencje środowiskowe. Jednak Rothman stwierdził, iż charakter czynnika sprawczego nie miał znaczenia. W przypadku ponad połowy znanych zaburzeń wzrost stężenia węgla spowodowany uruchomieniem dodatnich sprzężeń zwrotnych był zasadniczo taki sam. Najprawdopodobniej jest to cecha samego cyklu węglowego.

Kiedy zostanie przekroczony punkt krytyczny, Wszechocean Ziemi po prostu wybiera się we własną podróż, wyjaśnił Rothman. Według druzgocącej prognozy profesora z 2017 r. stanie się tak już w XXI w. Dzisiaj oceany pochłaniają węgiel o rząd wielkości szybciej niż podczas największego z wymierań, do którego doszło w permie. Prędkość jest tym bardziej oszałamiająca, ponieważ cywilizacja przemysłowa pompuje CO2 do atmosfery dopiero od setek lat – w przeszłości proces ten zachodził przez dziesiątki tysięcy lat i napędzały go wybuchy wulkanów.

Wiemy już, że konsekwencje naszych emisji dwutlenku węgla będą utrzymywać się przez wiele tysiącleci, powiedział Timothy Lenton, ekspert do spraw zmiany klimatu i systemów ziemskich na Uniwersytecie w Exeter. Nowe badanie sugeruje, iż będą one daleko bardziej dramatyczne od spodziewanych. Wyprowadzony zbyt daleko poza stan równowagi, system Ziemi przejmuje kontrolę i determinuje własną reakcję. W tym punkcie nic już nie można poradzić.

Uczony nie dodał, że podobne punkty krytyczne zostały już przekroczone.

Badanie zamieszczone 2 marca 2012 r. w Science ustaliło, iż obecne tempo zakwaszenia oceanów jest najszybsze od co najmniej 300 milionów lat.

W analizie przedstawionej 3 sierpnia 2015 r. w Nature Climate Change niemieccy naukowcy udowodnili, że nawet usunięcie ogromnych ilości dwutlenku węgla z atmosfery, które obniżyłoby jego koncentracje do pułapu bezpiecznego dla ludzkości, nie uratowałoby oceanów. Pozostałyby one cieplejsze i bardziej kwaśne przez tysiące lat, a konsekwencje dla życia morskiego nadal byłyby katastrofalne.

Według raportu opisanego 30 stycznia 2016 r. w Global Biogeochemical Cycles Atlantyk wchłonął w latach 2005–2015 aż 50% więcej CO2 niż dekadę wcześniej, co bardzo przyspieszyło jego zakwaszenie. Wielu naukowców uważało, że podwyższona kwasowość oceanów nie będzie stanowić problemu do roku 2050 lub 2060. Przyszłość dzieje się teraz. Właśnie straciliśmy 35 lat, które miało nam pozwolić na odwrócenie biegu wypadków, przyznał Chris Langdon, profesor biologii morskiej w Szkole Nauk Morskich i Atmosferycznych im. Rosenstiela przy Uniwersytecie Miami.

Wynik pracy badawczej zamieszczonej 2 listopada 2015 r. w Nature Climate Change: Ocean Południowy kwaśnieje tak szybko, że przed 2030 r. duże obszary akwenu mogą być niezdolne do zapewnienia warunków przetrwania kluczowym organizmom łańcucha pokarmowego.

Dwie publikacje naukowe z 19 lutego 2016 r. w Science Advances i 22 lutego 2016 r. we Frontiers of Microbiology potwierdziły, że wskutek dostarczanego przez cywilizację CO2 koralowce zostaną zdeformowane i doświadczą coraz częstszych epidemii wirusów podobnych do opryszczki. Rafy koralowe będą miały trudności z odzyskaniem zdrowia po wyniszczających atakach tzw. blaknięcia.

Eksperci badający rafy w Papui Nowej Gwinei – których środowisko zawiera naturalnie wyższe stężenie dwutlenku węgla – ustalili, iż wysokie wartości pH hamują wzrost koralowców i powodują erozję ich habitatu. Tę konkluzję Instytutu Badań Morskich i Atmosferycznych przy Uniwersytecie Miami (CIMAS), Narodowej Służby Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA) oraz australijskiego Instytutu Nauk Morskich upubliczniono 16 listopada 2016 r. w Proceedings of the Royal Society B.

Dla wapniejącego fitoplanktonu – E. huxleyi to najliczniejszy jego gatunek – dodatkowy węgiel zapewnia większą ilość paliwa do wytwarzania łusek. Niestety, jest to korzystne tylko do pewnego momentu. Analiza, której wnioski przybliżono 8 lipca 2016 r. w Nature Advances, pokazała, iż kwaśne wody oceaniczne prowadzą do dezintegracji koralowców i skorupiaków, których muszle wykonane są z tego samego materiału, co łuski E. Huxleyi. Ostatecznie fitoplankton porzuci proces wapnienia. Ta utrata apetytu na węgiel oznacza, że pozostanie go więcej w środowisku. Tym samym skutki zmiany klimatu ulegną pogorszeniu.

Komórki okrzemek.

Oceany absorbują ponad 40% dwutlenku węgla emitowanego przez ludzi cywilizowanych. Proces wywiera niszczycielski wpływ nie tylko na organizmy budujące swoje ciała z wapnia, takie jak koralowce i skorupiaki. W dniu 26 sierpnia 2019 r. czasopismo Nature Climate Change zamieściło badanie o skutkach zmian, jakie w arktycznym fitoplanktonie – mikroskopijnych algach oceanicznych, które stanowią fundament całej morskiej sieci pokarmowej – wywołuje CO2. Uczeni odkryli nierozpoznane wcześniej zagrożenie: zwiększona kwasowość wody morskiej redukuje zdolność okrzemek do budowy mocnych ścian komórkowych, co sprawia, że są one mniejsze i magazynują o wiele mniej węgla. Najbardziej niepokojące jest to, iż reakcję tę zaobserwowano przy poziomach oceanicznego pH, które zostaną osiągnięte w bieżącym stuleciu. Poważne ekologiczne implikacje zmiany klimatu pojawią się znacznie wcześniej, niż przewidywaliśmy, napisali autorzy.

Praca badawcza opublikowana 27 lipca 2016 r. w Royal Society Proceedings B. wykazała, że nadmiernie zakwaszone oceany zaburzają funkcje czuciowe i zachowanie ryb, co prowadzi do redukcji ikry.

Niezrównoważona kwasowość środowiska morskiego jest zabójcza dla dużej części morskiego życia. Uczeni z Uniwersytetu Kalifornijskiego poinformowali, iż organizmy dosłownie się rozpuszczają w Oceanie Spokojnym u wybrzeży Północnej Kalifornii. Rezultatami swoich obserwacji podzielili się 19 kwietnia 2017 r. w Proceedings of the Royal Society B.

Wpisy powiązane tematycznie.

Jeśli jest Pani/Pan subskrybentem/stałym czytelnikiem bloga i uznaje moją pracę za wartościową i zasługującą na symboliczne wsparcie, proszę rozważyć możliwość zostania moim Patronem już za 5 zł miesięcznie. Dziękuję.

Oprac. i tłum. exignorant

Reklamy
Ten wpis został opublikowany w kategorii Oceany, Wymieranie gatunków. Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.