За последние 250 миллионов лет периоды пикового роста коралловых рифов совпадали со значительным повышением температуры морской воды.
Кораллы строят свои скелеты из карбоната кальция, выделяя углекислый газ в качестве побочного продукта. Райнхард Диршерль/Alamy
Протяженность коралловых рифов по всему миру играла ключевую роль в климате Земли за последние 250 миллионов лет, но не так, как можно было бы ожидать.
Коралловые рифы являются нетто-производителями углекислого газа, поскольку этот парниковый газ является побочным продуктом образования карбоната кальция, из которого состоят скелеты кораллов.
Реклама
Некоторые виды планктона также строят раковины из карбоната кальция, и после их смерти этот минерал погребается на морском дне. Когда большие площади мелководья покрываются кораллами, ионы кальция и карбоната, которые обычно поглощаются глубоководным планктоном, становятся недоступными.
Тристан Саллес из Сиднейского университета (Австралия) и его коллеги смоделировали взаимодействие мелководных кораллов и глубоководного океанического планктона за последние 250 миллионов лет, объединив реконструкции тектоники плит, моделирование климата и изменения в осадках, поступающих в море.
Они обнаружили, что баланс между кораллами и планктоном нарушается, когда тектоника плит и геоморфология приводят к периодам, когда появляются обширные участки мелководного континентального шельфа, который является идеальной средой обитания для рифообразующих кораллов.
Когда коралловые рифы становятся менее обширными, в океане накапливается кальций и щелочность, планктон становится более продуктивным, а в глубинах моря скапливается больше карбонатов, что способствует снижению уровня CO2 и температуры.
Исследователи обнаружили, что за последние 250 миллионов лет цикл углерода был серьёзно нарушен тремя основными периодами. Эти события, произошедшие в середине триаса, середине юры и конце мела, сопровождались обширными коралловыми рифами, которые использовали огромное количество карбоната кальция, что привело к значительному повышению температуры морской воды.
По словам Саллеса, когда баланс между мелководными коралловыми рифами и глубоководным планктоном нарушается, восстановление равновесия может занять от сотен тысяч до миллионов лет.
«Поэтому, даже если системе удастся оправиться от масштабного кризиса, восстановление баланса будет происходить в течение очень длительного периода времени, намного превышающего человеческие временные рамки», — говорит Саллес.
Положительным моментом, по словам Саллеса, является то, что если цветение планктонных питательных веществ когда-либо выйдет из-под контроля, кораллы отлично справятся с поглощением излишков питательных веществ для построения коралловых рифов.
По словам Саллеса, выбросы CO2 в результате деятельности человека приводят к глобальному потеплению и закислению океана с беспрецедентной скоростью, что приводит к гибели как кораллов, так и планктона. Последствия пока неизвестны, но, по его словам, они, вероятно, будут экологически катастрофическими.
«Смоделированные нами глубинные обратные связи сегодня неприменимы — темп современных изменений слишком быстр, чтобы обратные связи карбонатной платформы имели хоть какое-то сопоставимое значение».
Александр Скилс из Австралийского национального университета в Канберре говорит, что исследование показывает, что существует «глубоко переплетенный цикл обратной связи между жизнью и климатом».
По его словам, люди часто думают, что виды эволюционируют и адаптируются в ответ на климат Земли, который регулируется «неизменными физическими и химическими процессами».
«Однако мы всё чаще видим примеры того, как биологические виды напрямую влияют на сам климат, создавая цикл обратной связи, развивающийся параллельно», — говорит Скилс. «Не только кораллы, но и более древние колонии микроорганизмов, такие как строматолиты, играли ключевую роль в регуляции содержания углерода в атмосфере».
«Мы знаем, что углерод нагревает наш климат, и это происходит очень быстро сегодня, и рифы могли способствовать этому процессу на протяжении очень длительных периодов времени, что объясняет чередование теплых и холодных интервалов».
PNAS DOI: 10.1073/pnas.2516468122
Источник: www.newscientist.com
