Zagadkowe hipertermiczne zdarzenie sprzed 56 mln lat. Naukowcy wiedzą co się stało

Paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne (PETM) było najbardziej gwałtownym i znaczącym zaburzeniem globalnego klimatu w erze kenozoicznej. W ciągu 20 000 lat nastąpił wzrost średniej temperatury na świecie o aż sześć-osiem stopni Celsjusza. Jednocześnie w oceanach notowano wzrost stężenia dwutlenku węgla i jednoczesny spadek zawartości tlenu. Wielu naukowców uważa, że był to punkt zwrotny w życiu ssaków lądowych.

Wcześniejsze hipotezy tłumaczące PETM zakładały, że to hipertermiczne zdarzenie (krótkotrwałe, intensywne ocieplenie) było spowodowane destabilizacją hydratów metanu (jest to krystaliczna substancja złożona z cząstek metanu i wody), wulkanizmem i wietrzeniem Północnoatlantyckiej Prowincji Magmowej.

Badacze uważają, że aktywność wulkaniczna na Północnym Atlantyku wytworzyła ogromne ilości gazów cieplarnianych, które były uwalniane do ziemskiej atmosfery. Szczyt aktywności nastąpił 56-54 mln lat temu.

Północnoatlantycka Prowincja Magmowa powstała między 60,5 a 54,5 mln lat temu, zatem szczyt wspomnianej aktywności przypadł na sam koniec tworzenia się tej struktury. Jej powierzchnia wynosi co najmniej 1,3 mln km kwadratowych, zaś objętość to aż 6,6 mln km sześciennych.

Naukowcy, by prześledzić chronologię zdarzeń, udali się na duńską wyspę Fur, gdzie znajdują się osady poprzedzające PETM, a także osady, które akumulowały się już po tym zdarzeniu.

Specjaliści zauważają, że można tutaj udokumentować setki warstw popiołu. W swoich badaniach, naukowcy dokładnie je przeanalizowali i skupili się na analizie zawartości poszczególnych pierwiastków w celu określenia dawnej aktywności wulkanicznej. Dzięki pierwiastkom można dowiedzieć się również o zmianach reżimów hydrologicznych, czy o intensywności wietrzenia.

Dr Morgan Jones z Uniwersytetu w Oslo wraz ze współpracownikami określił, że w czasie PETM doszło do zmiany charakteru erupcji - wcześniej miało miejsce względnie spokojne wylewanie się magmy, lecz następnie charakter zmienił się na wybuchowy z większą ilością wyrzucanego popiołu i gazów cieplarnianych.

Zespół badawczy zauważył także, że w szczytowym okresie wzrostu aktywności wulkanicznej doszło do zwiększenia poziomu litu i osmu w osadach. Wskazuje to na zwiększone wietrzenie krzemianowe oraz erozję, co z kolei sugeruje pojawienie się "bardziej intensywnego cyklu hydrologicznego".

W kolejnych tysiącach lat dochodziło do wietrzenia powstałych pokryw bazaltowych. Podczas tego procesu dwutlenek węgla z atmosfery był "zamykany" w powstających związkach węglanowych i wodorowęglanowych. Taki proces stopniowo oczyszczał atmosferę z dwutlenku węgla.

Dodatkowo "nowy cykl hydrologiczny" transportował bardzo duże ilości popiołu do morza, co mogło skutkować powstaniem ujemnego sprzężenia zwrotnego, przez co cofnął się powstały wcześniej efekt cieplarniany. Naukowcy są zdania, że taka sekwencja tłumaczyłaby nagłe zakończenie się globalnego ocieplenia. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Climate of the Past.