Rýchly nárast atmosférického CO 2 znamenal koniec mladšej doby ľadovej z paleozoika

Dokument prezentuje 80-miliónov rokov dlhý záznam atmosférického CO2 odvodený z izotopov bóru (δ11B), ktorý bol vytvorený v kombinácii s ďalšími izotopovými záznamami (stroncium 87Sr/86Sr, uhlík δ13C a kyslík δ18O). Výskum sa zameriava na neskorú paleozoickú dobu ľadovú (LPIA), ktorá trvala od približne 370 do 260 miliónov rokov. Hlavné zistenia a závery zahŕňajú:

• Nízke CO2 počas LPIA: Počas hlavnej fázy LPIA, ktorá začala v strednom mississippiane (asi pred 330 miliónmi rokov), bolo atmosférické CO2 udržiavané na nízkych hodnotách, čo je považované za bezprecedentné v histórii Zeme. Koncentrácia CO2 klesla na minimum približne 200 ± 100 ppm okolo 298 miliónov rokov.
• Náhly nárast CO2 a koniec LPIA: Okolo 294 miliónov rokov došlo k náhlemu štvornásobnému nárastu atmosférického CO2, čo viedlo k ukončeniu LPIA a prechodu do teplejšieho obdobia včasného permu. Tento nárast CO2 bol pomerne rýchly a viedol k otepleniu a suchším podmienkam.
• Mechanizmy udržiavania nízkeho CO2 počas LPIA: Nízke CO2 počas LPIA bolo udržiavané vďaka zvýšenému chemickému zvetrávaniu, ktoré bolo spôsobené kolíziou Laurázie a Gondwany a vyzdvihnutím pohoria Variscan. Ďalším faktorom mohol byť pokles rýchlosti odplyňovania CO2 zo zemského plášťa.
• Vzťah s veľkými magmatickými provinciami (LIP): Rýchly nárast CO2 na konci LPIA sa zhoduje s erupciami Skagerrak-Centred LIP (SCLIP) (297 ± 4 Ma). Predpokladá sa, že tieto erupcie uvoľnili veľké množstvo CO2, čím prispeli k otepleniu a ukončeniu ľadovej doby. Ďalšie LIPs ako Tarim a Panjal, mohli tiež prispieť k udržiavaniu zvýšených hladín CO2.
• Metodika a dáta: Štúdia používa izotopové analýzy brachiopodov na rekonštrukciu CO2. Záznam δ11B bol prepočítaný na pH a CO2 pomocou kalibrácií na moderných brachiopodoch. Bol vyvinutý nový prístup pre odhad δ11B morskej vody, ktorý využíva podobnosť s vývojom 87Sr/86Sr.
• Dopady na uhlíkový systém: Okrem zmien v CO2, štúdia rekonštruovala aj zmeny v pH oceánu un koncentrácii rozpusteného anorganického uhlíka (DIC). Zistenia naznačujú, že zmeny v CO2 a pH okolo hranice assel-sakmarian boli významné.
• Podobnosti s neskorou kenozoickou dobou ľadovou: Autori poukazujú na podobnosti medzi LPIA a súčasnou neskorou kenozoickou dobou ľadovou (LCIE), ktorá sa začala asi pred 34 miliónmi rokov. Obidve boli spojené s rozsiahlym vrásnením pohorí v nízkych zemepisných šírkach a dlhodobým poklesom CO2. Otázkou ostáva, či budúci LIP event ukončí LCIE alebo či vstup človeka do hry spôsobí zmenu.

Celkovo, štúdia poskytuje detailný pohľad na dynamiku CO2 počas LPIA a zdôrazňuje kľúčovú úlohu LIP erupcií pri ukončení tejto rozsiahlej doby ľadovej. Zistenia taktiež poukazujú na to, že rýchle zmeny v koncentrácii CO2 majú významný vplyv na klimatické prechody a ekologické systémy. Printemps

Slovníček kľúčových pojmov

• Late Palaeozoic Ice Age (LPIA): Rozsiahla ľadová doba, ktorá trvala približne od 370 do 260 miliónov rokov dozadu, počas neskorého paleozoika.
• Gondwana: Staroveký superkontinent, ktorý zahŕňal dnešnú Afriku, Južnú Ameriku, Austráliu, Antarktídu, a Indiu.
• Brachiopod: Morský bezstavovec s dvojdielnou schránkou, často používaný ako paleo-klimatický proxy.
• Izotopy bóru (δ11B): Izotopové zloženie bóru, používané ako proxy pre rekonštrukciu pH a atmosférického CO2.
• Izotopy stroncia (87Sr/86Sr): Izotopový pomer stroncia, používaný na datovanie a stratigrafiu hornín, ako aj na rekonštrukciu zmien v kontinentálnom zvetrávaní.
• Izotopy uhlíka (δ13C): Izotopové zloženie uhlíka, používané na štúdium zmien v kolobehu uhlíka a organickej produktivite.
• Izotopy kyslíka (δ18O): Izotopové zloženie kyslíka, používané na rekonštrukciu paleotemperatúr a globálnych klimatických zmien.
• Large Igneous Province (LIP): Rozsiahla vulkanická provincia, charakterizovaná obrovskými erupciami bazaltov.
• Dissolved Inorganic Carbon (DIC): Celková koncentrácia anorganického uhlíka rozpusteného vo vode, vrátane oxidu uhličitého, uhličitanov a hydrogenuhličitanov.
• pH: Miera kyslosti alebo zásaditosti vodného roztoku.
• Asselian-Sakmarian boundary: Časová hranica medzi dvoma geologickými stupňami v ranom perme, ktorá sa spája s ukončením LPIA.
• Carboniferous-Permian: Geologické obdobie siahajúce od konca karbonu po začiatok permu.
• Cisuralian: Starší názov pre ranú permskú epochu, ktorej hranice sú približne identické s Asselian a Sakmarian stupňami.
• Pangea: Superkontinent, ktorý existoval počas paleozoika a mezozoika.
• Orogen: Proces formovania pohorí spôsobený tektonickými pohybmi.
• Eustatický morský stav: Zmena v hladine mora, ktorá postihuje všetky svetové oceány.
• Radiogénny stroncium: Izotop stroncia 87Sr, produkovaný rádioaktívnym rozpadom rubídia, ktorý sa hromadí v kontinentálnej kôre.
• Neotethys: Oceán, ktorý existoval v období Paleozoika a Mezozoika medzi Gondwanou a Euráziou.