Între comunitatea științifică, guvernele, organizațiile umanitare și chiar planificatorii militari, schimbările climatice sunt considerate a fi cea mai mare amenințare cu care se confruntă umanitatea în prezent. Între creșterile foametei, bolile, inundațiile, deplasările, vremea extremă și haosul care rezultă, este clar că modul în care ne determinăm să ne încălzim planeta are consecințe grave.
Dar există o serie de scenarii în care vătămarea care se face acum ar putea duce la un efect fugit care duce la stingerea în masă. Această posibilitate a fost ilustrată într-un studiu recent realizat de profesorul MIT, Daniel Rothman, cu sprijinul NASA și al National Science Foundation (NSF). Potrivit lui Rothman, suntem în pericol să încălcăm un „prag de carbon” care ar putea duce la un efect de scăpare cu oceanele Pământului.
Rothman, profesor de geofizică și co-director al Centrului Lorenz din Departamentul MIT pentru Pământ, Științe Atmosferice și Planetare, ne-a petrecut în ultimii ani avertizându-ne despre pragul critic cu care ne confruntăm. În 2017, a publicat o lucrare în Avansuri științifice care a avertizat cum oceanele Pământului ar putea ține suficient dioxid de carbon până în 2100 pentru a declanșa o extincție în masă.
De atunci, Rothman a perfecționat această predicție studiind modul în care reacționează ciclul carbonului odată ce a fost trecut de un prag critic. În noua sa lucrare, care a apărut în Procesul Academiei Naționale de Științe, Rothman a folosit un model matematic simplu pe care l-a dezvoltat pentru a reprezenta ciclul carbonului în oceanul superior al Pământului și cum ar putea să se comporte atunci când acest prag este trecut.
Acest ciclu constă în eliberarea carbonului în atmosfera Pământului (în mare parte prin activitatea vulcanică) și a fi depozitat în mantia Pământului sub formă de minerale carbonatate. Oceanele noastre servesc, de asemenea, ca „chiuvetă de carbon”, eliminând carbonul atmosferic din aer și transformându-l în acid carbonic. Acest ciclu a menținut temperaturile și nivelurile de aciditate ale oceanului stabil în timp.
Când dioxidul de carbon din atmosferă se dizolvă în apa de mare, are și efectul de a scădea concentrațiile oceanice de ioni carbonatici. Atunci când se încadrează sub un anumit prag, cochilii din carbonat de calciu încep să se dizolve, iar organismele care depind de ele pentru protecție au mai greu să supraviețuiască.
Acest lucru este dăunător din două motive. Pe de o parte, înseamnă că o parte importantă a ciclului de viață marină ar începe să moară. Pe de altă parte, scoicile joacă un rol important în eliminarea dioxidului de carbon din oceanul superior. Acest lucru apare ca urmare a organismelor care se bazează pe scoicile lor pentru a-i ajuta să se scufunde pe fundul oceanului, transportând carbon organic detrital cu ele.
Prin urmare, creșterea dioxidului de carbon atmosferic (și acidificarea oceanică rezultată) va însemna mai puține organisme calcifiante și mai puțin dioxid de carbon eliminat. După cum a explicat Rothman într-un interviu recent cu MIT News:
„Este un feedback pozitiv. Mai mult dioxid de carbon duce la mai mult dioxid de carbon. Întrebarea din punct de vedere matematic este: este un astfel de feedback suficient pentru a face sistemul să fie instabil? "
Acest proces s-a întâmplat de mai multe ori de-a lungul istoriei Pământului. După cum a indicat Rothman în studiul său, dovezile obținute din studiul straturilor sedimentare arată că depozitele de carbon din oceane s-au schimbat rapid (și apoi s-au recuperat) de zeci de ori în ultimii 540 de milioane de ani. Cea mai dramatică dintre acestea a avut loc în același timp în care patru dintre cele cinci mari extincții în masă din istoria Pământului.
În fiecare dintre aceste cazuri, Rothman concluzionează că creșterile dioxidului de carbon (treptat sau brusc) au trecut în cele din urmă peste un prag, ceea ce duce la un efect de cascadă scăzut care implică reacții chimice. Aceasta a dus la o acidifiere extremă a oceanului și la amplificarea efectelor declanșatorului inițial.
Ba mai mult, pentru aproximativ jumătate din perturbările din modelul lui Rothman, rata la care a crescut carbonul a fost în esență aceeași odată ce au fost puse în mișcare. În timp ce declanșatorii din trecut au fost cel mai probabil datorită creșterii activității vulcanice sau a altor evenimente naturale, acestea au avut loc pe parcursul a zeci de mii de ani. Astăzi, umanitatea pompează CO2 în atmosferă într-un ritm nerecunoscut anterior în registrul geologic.
Aceasta a fost una dintre principalele constatări ale studiului lui Rothman, care a arătat că rata la care CO2 este introdus joacă un rol major în eliminarea sistemului din calam. În timp ce perturbările modeste ale ciclului carbonului s-ar nivela în timp și nu ar afecta stabilitatea oceanică generală, o introducere rapidă a CO2 ar duce la o cascadă de feedback-uri pozitive care măresc problema.
Astăzi, Rothman susține că suntem „la vârful excitației” și, dacă apare, feedback-ul și efectele rezultate vor fi probabil similare cu catastrofele globale din trecut. "Odată ce am fost peste prag, este posibil să nu mai conteze cum am ajuns acolo", a spus el. „Odată ce treceți peste asta, aveți de-a face cu modul în care funcționează Pământul și continuă.
Pe de altă parte, studiul său a arătat, de asemenea, că oceanele Pământului (bazate pe nivelurile actuale de acidifiere) vor reveni la echilibru în cele din urmă, dar numai după zeci de mii de ani. Acest model este în concordanță cu înregistrarea geologică, în special cu cel puțin trei stingeri în masă despre care se crede că ar avea legătură cu vulcanismul masiv susținut.
Cu alte cuvinte, dacă emisiile de carbon antropice trec pragul și continuă dincolo de acesta, consecințele ar putea fi la fel de severe ca în cazul stingerilor anterioare de masă. „Este dificil să știi cum se vor termina lucrurile având în vedere ce se întâmplă astăzi”, a spus Rothman. „Dar probabil că suntem aproape de un prag critic. Orice vârf ar atinge valoarea maximă după aproximativ 10.000 de ani. Sperăm că asta ne va oferi timp să găsim o soluție. ”
Deja, comunitatea științifică recunoaște faptul că CO antropic2 emisiile au un efect asupra mediului Pământ - efect care ar putea fi resimțit timp de milenii. Cu toate acestea, acest studiu sugerează că aceste consecințe ar putea fi mult mai dramatice decât se așteptau anterior și ar putea fi ireversibile peste un anumit punct. Dacă nimic altceva, studiul lui Rothman evidențiază nevoia de a fi implementate soluții acum, pe când mai există timp.
