2100-ra elég szén kerülhet az óceánokba, hogy elinduljon a hatodik tömeges kihalás

Az elmúlt 540 millió évben a Föld öt tömeges kihalásnak volt kitéve, melyek mindegyikében jelentős szerepet játszott a légköri és óceáni szén áramlás megváltozása. Ezekhez a globálisan pusztító méretű zavarokhoz több százezer vagy akár millió évre is szükség volt és mindig együtt járt a tengeri élőlények nagymértékű pusztulásával.

A kérdés, ami jelenleg rengeteg kutatót foglalkoztat, hogy a jelenleg tapasztalt jelentős emelkedés a tengeri szén mennyiségében, átbillenhet e és ezzel elhozhatja e a hatodik tömeges kihalást. A modern kor folyamán a szén-dioxid kibocsátás a 19. század óta folyamatosan emelkedik, azonban nagyon nehéz megmondani, hogy ez a kibocsátás elhozhat e egy akkora méretű jelenséget mint egy tömeges kihalás. Ez főleg azért van mert nagyon nehéz párhuzamot vonni az ősi szénáramlási anomáliák – amik esetenként több tízezertől akár millió évekig is tarthattak – és mai között, ami csupán kevesebb mint egy évszázada folyik.

Most viszont Daniel Rothman, a MIT Földi, Légköri és Bolygó Tudomány Részlegének geofizika professzora, megvizsgálta az elmúlt 540 millió év jelentős változásait a szénáramlás, köztük az öt kihalási eseményt is. Sikeresen azonosította a “a katasztrófa küszöböt”, aminek az átlépése instabillá teszi a környezetet, ezzel elhozva egy tömeges kihalást.

A vizsgálatról készült tanulmányban az olvasható, hogy a tömeges kihalás akkor történik ha meghaladjuk a két határ egyiket: a szénáramlás változását hosszú távon akkor követik kihalások ha a változás sebességével nem tud lépést tartani az ökoszisztéma. A szén zavarnál, ami rövid idő alatt zajlott le, a szénáramlás változása nem érdekes, hanem ott a változás nagysága határozza meg, hogy milyen valószínű egy kihalás esemény.

Ezt a gondolatmenetet követve Rothman előrejelzése az, hogy az aránylag rövid idő alatt bekövetkező jelentős szén-dioxid kibocsátás akkor fog tömeges kihaláshoz vezetni, ha elérünk egy bizonyos kritikus szén tömeget, ami az óceánokba kerül. Ez a határ a számítások szerint 310 gigatonna, ami nagyjából megegyezik azzal a mennyiséggel, amit az emberek 2100-ig az óceánokba fognak juttatni.

Ez azt jelenti, hogy egy tömeges kihalás követheti az új évszázad kezdetét? Rothman szerint akár 10000 évre is szükség lehet, hogy egy ekkora ökológiai katasztrófa végbemenjen. Azonban szerinte 2100-ra a világ egy eddig még “ismeretlen területre” kerülhet.

“Ez nem azt jelenti, hogy a katasztrófa már holnap megtörténik,” mondta Rothman.“Hanem azt hogyha figyelmen kívül hagyjuk a szénáramlást, akkor olyan állapotba kerülhetünk, ami már nem stabil és olyan módon viselkedik, amit rendkívül nehéz lenne előre megjósolni. A földtörténeti múltban, az ilyenfajta viselkedés egy tömeges kihalással járt együtt.”

Rothman korábban a Permi időszak végi kihalást tanulmányozta – ami a Föld történelmének legsúlyosabb kihalása -, amiben egy nagy mennyiségű szén beáramlás eltörölte világszerte a tengeri fajok 95%-át. Azóta a munkatársaival folytatott beszélgetések során felmerült egy hatodik kihalás lehetősége és azzal kapcsolatos több kérdés.

“Hogyan hasonlíthatjuk össze ezeket a hatalmas eseményeket a földtörténeti múltban, amik nagy időintervallumot töltöttek ki, azzal ami ma történik és még csak egy évszázada folyik?” mondta Rothman. “Így egy nyári napon leültem és megpróbáltam átgondolni, hogy hogyan menne neki ennek valaki szisztematikusan.”

Nemsokkal ezután egy olyan matematikai formulával állt elő ami olyan alapvető fizikai összefüggéseken alapul, ami összeköti a kritikus mennyiséget és a szénáramlás változás nagyságát a rövid és a hosszú időintervallumon is. A feltételezés szerint ez a formula segíthet megjósolni, hogy mikor következik be a következő tömeges kihalás, vagy valami nagyságrendben hasonló globális katasztrófa.

Ezután azt is megvizsgálták, hogy a történelem követi e ezt a feltételezést. Több száz geokémiai tanulmány vizsgálatával 31 olyan eseményt azonosítottak, ami az elmúlt 542 millió évben következett be és szerepe volt bennük a szénáramlás jelentős megváltozásának. Az eseményekkel kapcsolatban a tudósok lejegyezték geokémiai feljegyzésekben a szén 12-es és 13-as izotópjainak a nagyságát és a jelenség időtartamát is.

Matematikai számításokkal ezután kiszámolták, hogy mekkora tömegű szén került a rendszerbe ezek az események alatt, végül pedig a ezt a tömeget az idővel egy grafikonon ábrázolták.

“Egyértelművé vált, hogy van egy olyan változási sebesség amit a rendszer nem szeret meghaladni,” mondta Rothman.

Más szavakkal, egy olyan határt fedeztek fel amin a 31 esemény nem lép túl. És amíg ezek az események egy jelentős szénáramlásbeli változást hoztak magukkal, mégis jóindulatúak voltak és nem hozták el a rendszer összeomlását. Ezzel szemben az öt tömeges kihalás közül négy átlépte ezt a határt – közülük a legsúlyosabb a permi végi kihalás, ami a legjobban rugaszkodott el a határtól.

“Ezután az volt még hátra, hogy kiderítsük mit jelent ez,” mondta Rothman.

További vizsgálatok során azt találták, hogy katasztrófák kapcsolatban vannak a Föld természetes szénáramlásának egyik rejtett folyamatával. Az áramlás valójában egy hurkot alkot a fotoszintézis és a légzés között. Normális esetben van egy “szivárgás” a rendszerben, ami során a szerves szén egy kis része az óceánok fenekére süllyed és az idő során eltemetődik az üledék alá – így ez a szén eltávozik a szénáramlásból.

Rothman azt találta, hogy a kritikus érték megegyezett azzal a szén-dioxid termeléssel, ami be tudná tömni ezt a szivárgást. Az ezen felüli szén-dioxid bejuttatása a rendszerbe már nem magyarázható a hurokkal, ezért egy vagy több olyan folyamat jöhet létre, ami bizonytalan irányba mozdítja el a szénáramlást.

Arra is rájöttek, hogy ennek csak akkor van jelentősége ha ez olyan rövid idő alatt zajlik le, hogy a tengeri szénáramlás nem képes egyensúlyba jönni a zavarást követően. Ma ez az időtávlat 10000 év. Az ennél rövidebb idő alatt lejátszódó eseményeknél a kritikus küszöb már nem köthető össze azzal, hogy milyen sebességgel jut a szén az óceánokba hanem azzal, hogy mennyi a hozzáadott szén össztömege. Mindkét forgatókönyv esetében a fölösleges szén az óceánokban és a légkörben globális felmelegedéshez és az óceánok elsavasodásához vezethet.

Az értékekből a kutatók kiszámolták, hogy a mai időszakra a szén kritikus tömege 310 gigatonna.

Ezt utána összehasonlították a 2100-ra, a földi óceánokba jutó összes szén lehetséges tömegével – az IPCC (Nemzetközi Panel a Klímaváltozásra) jelentéseire alapozva. A jelentésben 4 forgatókönyvet írnak le, egészen a komoly szén-doxid kibocsátást korlátozó törvényhozataltól, a mindennemű korlátozás nélküli forgatókönyvig.

A legjobb vélt eshetőség szerint 2100-ra 300 gigatonnányi szén kerül az emberi tevékenység hatására az óceánokba, a legrosszabb eshetőség szerint pedig 500 gigatonna, ezzel lényegesen meghaladva a küszöböt. Minden forgatókönyv szerint 2100-ra már vagy átlépte vagy nagyon közel van ahhoz, hogy átlépje a szén kritikus tömege a katasztrófa határt.

“Kell lenni olyan módoknak amivel visszafoghatjuk [a szén-dioxid kibocsátását] ,”mondta Rothman. “De ez a tanulmány rámutat az okokra, melyek miatt óvatosnak kell lennünk és több okot is ad arra, hogy a múltat vizsgáljuk, hogy megértsük a jelent.”

Forrás: advances.sciencemag.org

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.