Концентрация углекислого газа в атмосфере достигла 412 ppm и стала рекордно высокой за последние 23 миллиона лет. Более того, почти весь этот период времени содержание CO2 в атмосфере линейно снижалось со скоростью на пять ppm в миллион лет, но два столетия назад начало уже расти на пять ppm в десятилетие. К таким выводам пришли ученые, проанализировав содержание 13C в ископаемых отложениях сосудистых растений, способных к С3-фотосинтезу. Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.
Важнейшее наблюдение, которое климатологи пытаются донести до общественности — это повышение нынешнего содержания CO2 в атмосфере до уровня, превышающего тенденции длительного геологического прошлого. Сейчас концентрация этого газа составляет 412 ppm (частей на миллион), и ранее ученые уже установили, что это рекорд для периода не менее 800 тысяч лет: для этого периода наука располагает данными прямых измерений количества углекислого газа в пузырьках воздуха, заключенных в древние ледяные щиты Антарктиды.
С более древними эпохами дело обстоит сложнее: существуют данные, полученные при работе с ископаемыми морскими
,
копытных животных,
Лёссового плато в Китае и почвенными
, которые достаточно точно описывают ситуацию в отдельные промежутки времени — то есть являются дискретными. Результаты таких исследований, однако, не всегда убедительны для общественности: они разнородные, с трудом складываются в общую картину и не могут привести к однозначному выводу об опасности современных тенденций и антропогенном вкладе в потепление климата посредством выбросов парниковых газов.
Ученые под руководством Ин Цуй (Ying Cui) из Государственного университета Монтклер исследовали динамику концентрации углекислого газа в атмосфере в миоцене, плиоцене и плейстоцене, охватив последние 23 миллиона лет земной истории. Для этого они использовали опубликованные данные почти 700 измерений изотопа 13C: 441 измерение относилось к древнему органическому веществу почвы, а еще 259 — к липидам ископаемых остатков сосудистых растений, осуществлявших С3-фотосинтез. Этот подход позволил впервые построить непрерывные медианные кривые для 13C и CO2 за столь долгий период истории Земли.
Климатологи пришли к выводу, что минимальных значений за последние 23 миллиона лет концентрация углекислого газа в атмосфере достигла в ледниковый период плейстоцена (около 170 ppm). Также они выделили две точки максимума: средние миоцен (350 ppm) и плиоцен (~ 400 ppm). Эти отметки могут рассматриваться в качестве аналогов современной эпохи (>400 ppm в начале XXI века), однако стоит учитывать, что доверительный интервал тех измерений слишком велик (200-600 ppm), да и обнадеживающей эта информация не выглядит: в среднем плиоцене уровень моря был на 25 метров выше нынешней отметки.
Важнейшая тенденция, выявленная авторами исследования, выглядит следующим образом: на протяжении 23 миллионов лет в атмосфере Земли наблюдалось линейное снижение концентрации СО2, равное в среднем пяти ppm за миллион лет (р <0,0001), однако примерно два столетия назад этот тренд сменился на рост концентрации углекислого газа со скоростью порядка пяти ppm за десятилетие — вероятно, именно антропогенные выбросы парниковых газов повернули вспять геологические тенденции.
Увеличение концентрации углекислого газа в воздухе отражается не только на климатических изменениях, но и на когнитивных способностях людей: Homo sapiens еще не сталкивался с концентрацией CO2 в открытом воздухе, превышающей 300 ppm, но сейчас над городами ее уровень уже превысил 460 ppm. Если текущие тенденции сохранятся, через несколько десятилетий это приведет к снижению нашей способности принимать решения и ослаблению стратегического мышления.
Марина Попова
В первоначальной версии статьи упоминалось, что ученые проводили измерения концентраций радиоуглерода. На самом деле изотоп 13С является стабильным. Редакция приносит свои извинения за допущенную неточность.