Около 183 миллионов лет назад климат резко потеплел, а многие районы океана потеряли кислород. Новая реконструкция указывает на выброс примерно 18 тысяч петаграммов углерода, преимущественно магматического происхождения. Это не прямое измерение древней атмосферы, а результат согласования геологических данных с моделью земной системы.
Событие записалось в изотопах и чёрных сланцах
Тоарское океаническое аноксическое событие узнают по нескольким следам. В морских и наземных отложениях заметен сдвиг в соотношении стабильных изотопов углерода, указывающий на поступление большого объёма изотопно лёгкого углерода. Одновременно распространились бедные кислородом воды и накопились богатые органическим веществом осадки. Температурные индикаторы фиксируют выраженное потепление.
Главным подозреваемым давно считался вулканизм крупной магматической провинции Кару—Феррар. Однако изотопная запись сама по себе не сообщает, сколько углерода пришло из магмы, сколько могло высвободиться из органического вещества и как быстро разные потоки включались и выключались.
Как модель превратила разрозненные следы в бюджет
Исследователи собрали глобальные записи изотопов углерода и оценки атмосферного CO₂, а затем ассимилировали их в модель земной системы cGENIE. Она описывает обмен углеродом между атмосферой, океаном, осадками и горными породами. Алгоритм подбирал сценарии выброса и поглощения, которые одновременно воспроизводят несколько наблюдаемых рядов.
Лучше всего данным соответствовал суммарный выброс около 18 000 петаграммов углерода за время события. Основную долю модель связывает с магматическим источником, хотя для начала события предполагается дополнительный приток термогенного или биогенного углерода. Один петаграмм равен миллиарду тонн; речь идёт о длительном геологическом эпизоде, поэтому эту сумму нельзя напрямую сопоставлять с годовым современным выбросом.
Потепление закончилось не потому, что углерод исчез
Модель оценивает захоронение органического углерода как минимум в 6800 петаграммов. Ещё около 6000 петаграммов избыточного углерода было изъято благодаря усиленному силикатному выветриванию: CO₂ участвует в химических реакциях разрушения пород, а продукты в конечном счёте переносятся в океан и связываются в карбонатах.
Эти механизмы работали на разных временных масштабах. Захоронение органики связано с продуктивностью и сохранением вещества в бескислородных осадках, выветривание усиливается в тёплом и влажном климате. Вместе они способствовали восстановлению углеродного баланса, но процесс сопровождался серьёзным нарушением морской среды.
Где заканчиваются данные и начинается реконструкция
Геологическая летопись неполна: разрезы имеют разное временное разрешение, оценки древнего CO₂ зависят от косвенных индикаторов, а параметры модели нельзя проверить прямым наблюдением. Ассимиляция данных сокращает число допустимых сценариев, но не превращает оценку в точный счётчик вулканических газов. Доступный код и наборы данных позволяют другим группам проверить чувствительность результата к исходным допущениям.
Читайте также: Как расположение материков меняло климат Земли
Работа укрепляет объяснение, в котором раннеюрское потепление запустил прежде всего магматический углерод, а начальный импульс был сложнее одного источника. Её главное достижение — количественный бюджет выброса и последующего удаления, а не утверждение, что причина события окончательно установлена без неопределённости.