На Землі все менше кисню: причина – прохолодний клімат останнього мільйона років

Аж до останніх 250 років концентрація вуглекислого газу теж залишалася нижчою, ніж мільйон років тому. Причини тривалого зниження концентрації цих газів, ймовірно, одні й самі, але досить несподівані.

Учені зі США вивчили бульбашки повітря у зразках «блакитного льоду» зі Східної Антарктиди віком до півтора мільйона років і з’ясували, що останні 0,8 мільйона років на нашій планеті падала Концентрація кисню. Відповідна стаття опублікована у Science Advances.

Вміст кисню в «блакитному льоду» після 0,8 мільйона років знижувався на 1,02 відсотка за мільйон років, а ось раніше цього терміну жодної статистично значущої зміни його концентрації немає. Ті ж 0,8 мільйона років тому на Землі помітно впала середня температура, і льодовикові періоди почали мати більш затяжний характер, ніж раніше. Автори роботи зазначають, що причиною падіння рівня кисню у ці прохолодні 800 тисяч років не могла бути біосфера.

Бульбашки стародавнього повітря у зразку льоду під мікроскопом/©Yuzhen Yan

Справді, у льодовикові періоди вироблення кисню неминуче падає, оскільки на планеті знижується фотосинтез. Однак таке скорочення не може бути занадто великим в одиницю часу: що менше кисню виділяють рослини, то менше його споживають тварини і самі рослини (останні — переважно вночі). Максимально можливе падіння концентрації кисню з біогенних причин, згідно з низкою інших робіт, — 0,1 відсотка за той самий мільйон років, тобто в десяток разів менше.

Є і додатковий фактор, який заважає повірити в те, що причиною «кисневого збіднення» стали проблеми біосфери. Якщо біогенне вироблення кисню знижується, то вуглекислого газу при цьому в атмосфері має ставати більше (рослини споживатимуть його менше, адже і фотосинтез у них йтиме слабше). Однак нічого подібного за останні 0,8 мільйона років не спостерігається, концентрація СО2 на довгих відрізках часу не зростала (аж до початку спалювання вугілля людиною).

Пухирці повітря з «блакитного льоду» Східної Антарктиди вказують, що споживання атмосферного кисню в останній мільйон років приблизно на два відсотки перевищувало його надходження з фотосинтезом та з інших джерел. Це помітна цифра, яка перевершує, наприклад, сучасну масу викидів СО2 людством. Отже, відповідати за знекиснення Землі має досить масштабний процес.

Виникає питання, куди пропав цей кисень. Автори нової роботи зазначають, що в теорії охолодження океанів в епоху зледеніння могло поглинути частину цього газу. Чим холодніша вода, тим краще в ній розчиняються гази, а оскільки останній мільйон років — надзвичайно холодний за мірками історії Землі, така гіпотеза виглядає здоровою. Але їй не вистачає підтверджень: чіткого розуміння зміни температур Світового океану по всій його глибині за останній мільйон років немає.

Два інші можливі пояснення — різке підвищення темпів оголення гірських порід, що містять залізо. По-перше, заледеніння останнього мільйона років вели до падіння рівня моря на величину до 100 метрів і більше. При цьому оголювалися великі площі, раніше вкриті водою. У воді розчиненого кисню мало, тому залізовмісні мінерали на морському дні не могли активно його зв’язувати. Але після відступу моря процес цей пішов досить швидко. По-друге, гірські льодовики при наступі і відступі серйозно оголюють гірські породи від шарів, що їх покривають. Там теж чимало матеріалів, що містять залізо, які здатні активно окислюватися в міжльодовиковий період, після того, як їх перестає покривати лід.

Джерело

Важливе відкриття: у однієї з екзопланет вперше виявили магнітне поле