Između znanstvene zajednice, vlada, humanitarnih organizacija, pa čak i vojnih planera, klimatske promjene smatraju se najvećom prijetnjom s kojom se čovječanstvo danas suočava. Između porasta gladi, bolesti, poplava, raseljavanja, ekstremnih vremenskih prilika i kaosa koji rezultiraju, jasno je da način na koji zagrijavamo našu planetu ima strašne posljedice.
Ali postoji čitav niz scenarija u kojima bi šteta koja je učinjena sada mogla rezultirati bjegućim efektom, što bi dovelo do masovnih izumiranja. Ovu je mogućnost ilustrirala nedavna studija koju je proveo profesor MIT-a Daniel Rothman uz podršku NASA-e i Nacionalne zaklade za znanost (NSF). Prema Rothmanu, u opasnosti smo probijanja „praga ugljika“ što bi moglo dovesti do bijega s Zemljinim oceanima.
Rothman, profesor geofizike i ko-direktor Lorenzovog centra na MIT-ovom odjeljenju za Zemlju, atmosferu i planetarne znanosti, posljednjih nekoliko godina proveo nas upozoravajući na kritični prag s kojim se suočavamo. Još u 2017. objavio je članak u Napredak znanosti koji upozoravaju kako bi Zemljini okeani do 2100. mogli zadržati dovoljno ugljičnog dioksida da pokrenu masovno izumiranje.
Od tada, Rothman je usavršio ovo predviđanje proučavanjem načina na koji reagira ugljikov ciklus nakon što ga prijeđe kritični prag. U svom novom radu, koji se pojavio u Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti, Rothman je koristio jednostavan matematički model koji je razvio kako bi predstavio ciklus ugljika u Zemljinom gornjem okeanu i kako bi se mogao ponašati kada pređe ovaj prag.
Ovaj se ciklus sastoji od ispuštanja ugljika u Zemljinu atmosferu (velikim dijelom vulkanskom aktivnošću) i skladištenog u Zemljinom plaštu u obliku karbonatnih minerala. Naši okeani služe i kao "ugljični sudoper", uklanjajući atmosferski ugljik iz zraka i pretvarajući ga u ugljičnu kiselinu. Ovaj ciklus je održavao temperature planeta i razine kiselosti oceana stabilnim tijekom vremena.
Kada se ugljični dioksid iz atmosfere otopi u morskoj vodi, to također ima učinak na smanjenje koncentracije karbonatnih iona u oceanu. Kad padnu ispod određenog praga, školjke napravljene od kalcijevog karbonata počinju se otapati, a organizmi koji ovise o njima za zaštitu teže preživljavaju.
To je štetno iz dva razloga. S jedne strane, to znači da bi važan dio morskog životnog ciklusa počeo odumirati. S druge strane, školjke igraju važnu ulogu u uklanjanju ugljičnog dioksida iz gornjeg oceana. To se događa uslijed djelovanja organizama na njihove školjke, kako bi im pomoglo da potonu na dno oceana, noseći sa sobom detritalni organski ugljik.
Stoga će povećanje atmosferskog ugljičnog dioksida (i nastalog zakiseljavanja oceana) značiti manje kalcificirajućih organizama i manje ukloniti ugljični dioksid. Kao što je Rothman objasnio u nedavnom intervjuu za MIT News:
"To je pozitivna povratna informacija. Više ugljičnog dioksida dovodi do više ugljičnog dioksida. Pitanje s matematičke točke gledišta je: je li takva povratna veza dovoljna da sustav postane nestabilan? "
Taj se proces tijekom povijesti Zemlje događao više puta. Kao što je Rothman naznačio u svojoj studiji, dokazi izvedeni iz proučavanja taložnih slojeva pokazuju da su se okeanske zalihe ugljika naglo mijenjale (i zatim obnavljale) deseci puta u posljednjih 540 milijuna godina. Najdramatičnije od njih dogodilo se u isto vrijeme kao i četiri od pet velikih masovnih izumiranja u Zemljinoj povijesti.
U svakom od ovih slučajeva, Rothman zaključuje da je povećanje ugljičnog dioksida (bilo postupno ili iznenada) na kraju prešlo preko praga, što je rezultiralo oduzetim kaskadnim učinkom koji uključuje kemijske povratne reakcije. To je dovelo do ekstremnog zakiseljavanja oceana i pojačavanja učinaka izvornog okidača.
Štoviše, za otprilike polovinu poremećaja u Rothmanovom modelu, stopa povećanja ugljika bila je u osnovi ista kad su ih pokrenuli. Iako su u prošlosti pokretači najvjerojatnije bili zbog povećane vulkanske aktivnosti ili drugih prirodnih događaja, oni su se dogodili tijekom desetaka tisuća godina. Danas čovječanstvo pumpa CO2 u atmosferu brzinom koja se ranije nije čula u geološkom zapisu.
Ovo je bio jedan od glavnih nalaza Rothmanove studije, koji je pokazao da je stopa kojom je CO2 Uvedena igra važnu ulogu u udarnom sustavu. Dok bi skromne uznemirenosti u ciklusu ugljika vremenom izravnale i ne utjecale na ukupnu oceansku stabilnost, brzo uvođenje CO2 dovelo bi do kaskade pozitivnih povratnih informacija koji povećavaju problem.
Danas, Rothman tvrdi da smo "na pragu uzbuđenja", i ako se to dogodi, rezultirajuće povratne informacije i učinci vjerojatno će biti slični prošlim globalnim katastrofama. "Jednom kada prijeđemo prag, način na koji smo tamo možda neće imati veze", rekao je. "Jednom kada to pređete, bavite se načinom na koji Zemlja funkcionira i ide samostalno."
Sa pozitivne strane, njegova studija je također pokazala da će se Zemljini okeani (na temelju trenutnih razina zakiseljenja) vratiti u ravnotežu na kraju, ali tek nakon desetaka tisuća godina. Ovaj je obrazac u skladu s geološkim podacima, posebno s najmanje tri masovna izumiranja za koja se vjeruje da su povezana sa stalnim vulkanizmom.
Drugim riječima, ako antropogene emisije ugljika prijeđu prag i nastave ga dalje, posljedice bi mogle biti jednako ozbiljne kao i kod prethodnih masovnih izumiranja. "Teško je znati kako će se stvari završiti s obzirom na ono što se danas događa", rekao je Rothman. "Ali vjerojatno smo blizu kritičnog praga. Bilo koji šiljak dostigao bi svoj maksimum nakon otprilike 10 000 godina. Nadam se da će nam to dati vremena za pronalazak rješenja. "
Već znanstvena zajednica prepoznaje taj antropogeni CO2 emisije imaju utjecaj na okoliš Zemlje - učinak koji se može osjetiti tisućama godina. Međutim, ovo istraživanje sugerira da bi te posljedice mogle biti mnogo dramatičnije nego što se prije očekivalo i mogle bi biti nepovratne nakon određenog razdoblja. Ako ništa drugo, Rothmanova studija naglašava potrebu za primjenom rješenja sada, dok još ima vremena.
