Как океан страдал 500 000 лет: уроки Тоарского аноксического события для современности

183 миллиона лет назад в южной части будущей Африки произошло нечто, что до сих пор отзывается эхом в недрах океана. Огромные подводные вулканы выбросили в атмосферу и океан почти 20 500 гигатонн углекислого газа, нарушив тонкий баланс кислорода на планете.

Для сравнения: за последние 170 лет человечество выпустило 2390 гигатонн — всего лишь 12% того, что произошло в Юре. Но времени мы потратили в тысячу раз меньше.

Когда океан замолчал

Тогдашнее событие известно как Тоарское океаническое аноксическое событие (T-OAE). Исчезновение кислорода из воды сделало огромные участки морского дна мертвыми зонами.

"Вы можете увидеть множество окаменелостей в океанских отложениях до T-OAE, а затем внезапно они исчезают", — рассказывает профессор Калифорнийского технологического института Франсуа Тиссо.

Лишь 6-8% морского дна оказались покрыты аноксичными водами, но даже этого хватило, чтобы вызвать массовое вымирание морской жизни. Для сравнения — это в 30 раз больше нынешних "мертвых зон" в океанах.

Как всё началось: углерод и вулканы

Все началось с гигантской магматической провинции Кару-Феррар, чьи извержения выбросили в атмосферу огромное количество углерода. Это:

• ускорило потепление,

• замедлило циркуляцию вод,

• снизило содержание кислорода.

Тёплая вода хуже удерживает газ, и каждый градус нагрева лишь усугублял ситуацию. Одновременно с этим из вулканических пеплов поступили питательные вещества, вызвавшие цветение водорослей. Их последующее разложение в глубинах дополнительно истощало запасы кислорода.

Океан задыхался почти полмиллиона лет

300 000-500 000 лет — столько длилось кислородное истощение. Все это время океан был неспособен дышать. Только после ослабления вулканической активности и восстановления природных обратных связей, баланс начал восстанавливаться.

Как ученые узнали об этом

Тиссо и его команда изучали 30 образцов известняка из южной Италии. Эти отложения сформировались в мелководьях древнего океана Тетис. Они содержат изотопы урана, фиксирующие уровни кислорода в воде в момент осадконакопления.

Благодаря байесовской модели, разработанной Майклом Киппом из Университета Джорджа Мейсона, ученые смогли преобразовать данные об изотопах в масштаб бескислородных зон.

Почему это важно

• Уран в океане распределён равномерно, поэтому его изотопы отражают глобальные процессы, а не локальные аномалии.

• Другие изотопные исследования (молибден, таллий) подтвердили аналогичную картину.

Все данные указывают: в ответ на углеродный выброс океан быстро теряет способность дышать.

Параллели с настоящим: тревожные сигналы

Сегодня лишь 0,2% морского дна покрыто бескислородной водой. Но:

• С 1960-х годов кислород в океанах снизился на 2%.

• К 2100 году зоны средней глубины могут потерять до 20% кислорода, если темпы потепления сохранятся.

"Концентрация кислорода как в открытом океане, так и в прибрежных водах снижается, по крайней мере, с середины 20-го века", — подчёркивает морской эколог Дениз Брейтбург.

Мертвые зоны уже атакуют более 400 эстуариев, нанося ущерб рыболовству и прибрежной экономике.

Океан помнит. И не прощает

Даже если выбросы углерода прекратить, восстановление может занять десятки тысяч лет. Но в отличие от кратковременных вулканических всплесков, антропогенные выбросы — постоянны и зависят от нашей энергетики и продовольствия.

Что можно сделать:

• сократить использование ископаемого топлива,

• защищать экосистемы, улавливающие углерод,

• ограничить поступление питательных веществ в океан.

Сегодня на нашей стороне — спутники, автономные поплавки и подводные сенсоры, отслеживающие кислород почти в реальном времени. Но решения — за людьми, не за технологиями.

Уточнения

Океа́н — крупнейший водный объект, составляющий часть Мирового океана, расположенный среди материков, обладающий системой циркуляции вод и другими специфическими особенностями.