Позднепалеоценовый термальный максимум | это... Что такое Позднепалеоценовый термальный максимум? (original) (raw)

Изменения климата за последние 65 млн лет. Виден резкий пик температур на границе палео- и эоцена, 55 млн лет, он называется палеоцен-эоценовым термальным максимумом (PETM)

Позднепалеоце́новый те́рмальный ма́ксимум (в англоязычной литературе Paleocene-Eocene Thermal Maximum или Initial Eocene Thermal Maximum сокращенно PETM или IETM) — геологическое событие, произошедшее примерно 55 млн лет назад, на границе палео- и эоцена, выраженное резким потеплением климата Земли, значительным изменением состава атмосферы и вымиранием некоторых видов. Позднепалеоценовый термальный максимум — одно из самых значительных резких изменений климата в геологической истории фанерозоя, он продолжался несколько тысяч лет.

Проявления позднепалеоценового термального максимума

Позднепалеоценовый термальный максимум проявлен как резким повышением температур на поверхности континентов, в верхних слоях океана, так и изменением изотопного состава атмосферного углерода, изменением седиментации и вымиранием целого ряда видов.

Согласно палеоклиматическим реконструкциям, температура на континентах во время этого события увеличилась на 8 °C. Температура воды в тропическом поясе составила 20 °C, что на 1,5 °C больше современного значения, в арктических морях потепление было значительно масштабнее, и увеличение температуры поверхностных вод Северного ледовитого океана могло составлять до 10 °C.

Наиболее отчётливо термальный максимум проявлен в изотопном составе углерода карбонатных отложений, в которых отношение 13C/12C сначала очень быстро уменьшилось на 2–2,5 ‰, а затем примерно за 150–200 тыс. лет вернулось в норму. Изменение изотопного состава углерода реконструируется по скважинам в океанических отложениях. Точность изотопных методов определения абсолютного возраста отложений недостаточна для определения таких коротких интервалов времени, и вся продолжительность позднепалеоценового термального максимума 200 тыс. лет, но определить историю события в абсолютных временных величинах пока невозможно.

Во время термального максимума содержание углекислого газа в атмосфере достигло 2–3 ‰ (то есть в 5–8 раз больше, чем современное значение, 380 ppm), причём большая его часть растворилась в океанической воде, что повысило её кислотность. В результате карбонатные раковины гибнущего планктона стали растворяться в воде, не достигая дна, поэтому в осадочных разрезах термальный максимум проявлен сменой белых карбонатных отложений красными глинами, которые по его завершению опять сменяются карбонатными отложениями.

Причины

Изменение изотопного состава углерода во время позднепалеоценового термального максимума можно объяснить перераспределением углерода из земной биосферы в океаны и атмосферу, так как всё живое имеет изотопный состав углерода, смещённый в сторону лёгкого изотопа. Однако в данном случае, для объяснения огромного отклонения изотопного состава углерода от нормального состояния, требуется за мгновение перевести в атмосферу и океаны количество углерода, эквивалентное всей совмещённой биосфере, включая почвы. Гораздо реалистичнее выглядит модель резкого перехода метана из кристаллогидратов в атмосферу и океан. Согласно оценкам, для образования наблюдаемой изотопной аномалии требуется распад лишь одной трети метана, связанного в форме кристаллогидратов.

Кристаллогидраты — это специфические соединения воды и углеводородов, в которых газы входят в полости структуры льда. Они становятся неустойчивы при повышении температуры, и могут разлагаться взрывным образом.

Как и в большинстве климатических изменений, причинно-следственная связь в данном случае не ясна. Кристаллогидраты становятся неустойчивы с повышением температуры, таким образом, их распад мог быть спровоцирован резким потеплением на планете. С другой стороны, метан — газ с сильным парниковым эффектом и увеличение его концентрации в атмосфере само по себе могло вызвать глобальное потепление.

Последствия

Термальному максимуму соответствуют масштабные изменения климата планеты и состава её верхних геосфер. Они отразились и на биосфере. На границе палеоцена и эоцена произошло значительное вымирание видов. Исчезли примитивные млекопитающие, им на смену пришли млекопитающие современного типа, все в меньшем размерном классе. Тогда же вымерло от 30 до 40% глубоководных фораминифер.

Особый интерес представляют седиментационные последствия этого события, и как после него Земля возвращалась в нормальное состояние. Углеродная изотопная аномалия стала убывать по экспоненте и исчезла примерно за 150 тыс. лет. Это время сопоставимо с современным временем осаждения океанического углерода в осадочные породы. С углеродной аномалией сопряжено значительное увеличение осаждения биогенного бария, на основании чего С. Баинс и др. в 2000 году предположил, что продуктивность океанов увеличилась в ответ на усиление эрозионных процессов на континентах и увеличение сноса в океаны продуктов выветривания. Таким образом, позднепалеоценовый термальный максимум иллюстрирует не только резкое изменение температуры и состава атмосферы, но и механизм последующего отклика планеты, нивелирующего эти изменения.

См. также

• Парниковый эффект
• Гипотеза о метангидратном ружье
• Черные курильщики

Ссылки

• Иващенко О. В. «Потепление глубинных вод Мирового океана и стабильность метангидратов»
• Подводные вулканы нагрели Землю 55 миллионов лет назад