За последние 250 миллионов лет периоды, когда рост коралловых рифов достигал своего пика, совпадали с резким повышением температуры моря
За последние 250 миллионов лет распространение коралловых рифов по всему миру сыграло ключевую роль в изменении климата Земли, но не так, как вы могли бы ожидать.
Коралловые рифы являются чистыми производителями углекислого газа, поскольку парниковый газ является побочным продуктом образования карбоната кальция, из которого состоят скелеты кораллов.
Некоторые виды планктона также строят раковины из карбоната кальция, и когда они умирают, этот минерал оседает на морском дне. Когда большие участки мелководной морской среды покрываются кораллами, ионы кальция и карбоната, которые обычно поглощаются глубоководным планктоном, больше не доступны.
Тристан Саллес из Университета Сиднея, Австралия, и его коллеги смоделировали взаимодействие между мелководными кораллами и глубоководным океаническим планктоном за последние 250 миллионов лет, объединив реконструкции тектоники плит, моделирование климата и изменения в отложениях, поступающих в море.
Они обнаружили, что баланс между кораллами и планктоном нарушается, когда тектоника плит и геоморфология приводят к возникновению обширных участков мелководного континентального шельфа, которые являются идеальной средой обитания для кораллов, образующих рифы.
Когда коралловые рифы становятся менее обширными, в океане накапливается кальций и щелочность, планктон становится более продуктивным, а в морских глубинах скапливается больше карбонатов, что способствует снижению уровня CO2 и понижению температуры.
Исследователи обнаружили, что за последние 250 миллионов лет было три основных периода, когда углеродный цикл был серьезно нарушен. Эти события середины триаса, средней юры и позднего мела привели к образованию обширных коралловых рифов, использующих огромное количество карбоната кальция, что привело к значительному повышению температуры моря.
По словам Саллеса, когда нарушается баланс между мелководными коралловыми рифами и глубоководным планктоном, на восстановление равновесия могут уйти сотни тысяч или миллионы лет.
“Таким образом, даже если системе удастся оправиться от масштабного кризиса, восстановление баланса займет действительно длительный период времени, который намного превышает человеческие временные рамки”, — говорит Саллес.
С положительной стороны, говорит Саллес, если планктонный рост питательных веществ когда-либо выйдет из-под контроля, кораллы прекрасно усваивают избыток питательных веществ для создания коралловых рифов.
В настоящее время выбросы CO2 человеком вызывают глобальное потепление и подкисление океана беспрецедентными темпами, что приводит к гибели как кораллов, так и планктона, говорит Саллес. Последствия неизвестны, но, вероятно, будут катастрофическими для окружающей среды, говорит он.
“Глубинные обратные связи, которые мы смоделировали, сегодня неприменимы — темпы современных изменений слишком быстры, чтобы обратные связи с карбонатной платформой имели какое–либо сопоставимое значение”.
Александр Скилс из Австралийского национального университета в Канберре говорит, что исследование показывает, что существует “глубоко взаимосвязанный цикл обратной связи между жизнью и климатом”.
Он говорит, что люди часто думают, что виды эволюционируют и адаптируются в ответ на климат Земли, который регулируется “неизменными физическими и химическими процессами”.
“Однако все чаще и чаще мы видим примеры, когда биологические виды непосредственно влияют на сам климат, создавая совместно развивающуюся петлю обратной связи”, — говорит Скилс. “Не только кораллы, но и более древние колонии микроорганизмов, такие как строматолиты, сыграли ключевую роль в регулировании содержания углерода в атмосфере.
“Мы знаем, что углерод нагревает наш климат, поскольку сегодня это происходит очень быстро, и рифы, возможно, способствовали этому процессу в течение очень длительного периода времени, объясняя колебания теплых и холодных интервалов”.