Природа

Чем мы обязаны уменьшению количества кислорода, наблюдаемому за последний миллион лет?


Анализ пузырьков воздуха, застрявших в полярных льдах, показывает, что количество атмосферного кислорода (O2) уменьшилось на 0,2% за последние 800 000 лет. Новое исследование связывает это снижение с увеличением количества ледниковых периодов за тот же период. Результаты были опубликованы 15 декабря в журнале Science Advances.

Череда ледниковых и межледниковых периодов претерпела заметные изменения в ритме около одного миллиона лет назад. Периодичность изменилась примерно с 41 000 лет до 100 000 лет и сопровождалась увеличением холодных периодов. Ученые называют это переходным периодом в середине плейстоцена.

Согласно недавней работе, этот переход ответственен за падение содержания кислорода в атмосфере. Под вопросом большее распространение ледников, ведущее к усиленному изменению горных пород и минералов. С увеличением количества льда на континентах уровень океана упал еще сильнее, открыв доступ атмосферному кислороду к новым пространствам горных пород и органических веществ. Кроме того, ледники имеют тенденцию к эрозии субстрата, на котором они покоятся. Затем эти два механизма стимулируют физическое и химическое потребление O2.

"Мы знаем, что уровень кислорода в атмосфере начал немного снижаться в конце плейстоцена, и похоже, что ледники могут иметь к этому какое-то отношение", — сообщает Южен Ян, ведущий автор исследования. "Например, когда вы подвергаете свежие кристаллические поверхности из осадочного резервуара воздействию O2, происходит выветривание, которое потребляет кислород".

(A) Реконструкция атмосферного кислорода с использованием кернов льда (серые точки) и редких образцов с участка Аллан-Хиллз (красные точки и столбцы для неопределенности). (B) Восстановление атмосферного CO2. (C) Объем континентального льда, оцененный по соотношению кислорода-18 в бентосных фораминиферах.

Эти результаты были получены при изучении образцов льда возрастом более миллиона лет, взятых в 2015-2016 годах в зоне Голубого льда Аллан Хиллс в Восточной Антарктиде. Хотя куски льда возрастом более 800 000 лет немногочисленны и не дают последовательной реконструкции климатических переменных, они позволяют предположить, что кислород начал снижаться вскоре после изменения скорости ледниковых циклов.

Поскольку биосфера, скорее всего, производила столько же O2, сколько потребляла, авторы считают, что это снижение является результатом геологии, а точнее, процесса выветривания. Однако до сих пор существуют неопределенности в отношении точной количественной оценки последнего. "В глобальном масштабе это очень трудно определить", — говорит Южэнь Янь. "Однако мы провели некоторые тесты на количество дополнительного выветривания, которое потребуется для объяснения падения O2, и оно не является необоснованным. Теоретически это может объяснить масштаб наблюдаемого".

Подписывайтесь на нас
Back to top button