Na przestrzeni dziejów nasza planeta przechodziła znaczące zmiany. Niektóre były łagodne i umiarkowane, inne zaś gwałtowne i drastyczne. Niektóre z tych zmian doprowadziły do wyginięcia wielu gatunków . Ale dlaczego zdarzały się okresy, w których tak wiele gatunków masowo wymierało? Daniel Rothman, profesor geofizyki w Katedrze Nauk o Atmosferze i Planetach na MIT (Massachusetts Institute of Technology), wykorzystał matematykę, aby odpowiedzieć na to pytanie.
Według prognoz, do roku 2100 oceany będą zmagazynować łącznie 310 gigaton dwutlenku węgla . Jedna gigatona to 1 000 000 000 000 kilogramów (jeden bilion). To wystarczająco dużo, aby znacznie zwiększyć prawdopodobieństwo wystąpienia katastrofy, jeśli nic nie zostanie zrobione, aby jej zapobiec. Do takiego wniosku doszedł Rothman, biorąc pod uwagę zaburzenia w obiegu węgla w ciągu ostatnich 542 milionów lat.
Używanie matematyki do przewidywania przyszłości
Analizy ostatnich 542 milionów lat ujawniają pięć głównych masowych wymierań . Wspólnym czynnikiem wszystkich z nich były znaczne zaburzenia w stężeniu węgla, wpływające zarówno na oceany, jak i atmosferę. Zaburzenia te trwały miliony lat, prowadząc do wyginięcia wielu gatunków, w tym nawet 75% gatunków morskich.
Profesor geofizyki z MIT przedstawił w czasopiśmie Science Advances wzór matematyczny, którego użył do określenia progów katastroficznych. Jeśli te progi zostaną przekroczone, prawdopodobieństwo masowego wymierania jest bardzo wysokie.
Odbicie w naszych czasach
Aby dojść do tych wniosków, zbadano 31 zdarzeń izotopowych z ostatnich 542 milionów lat. Krytyczne tempo zakłóceń obiegu węgla i ich wielkość były powiązane z wielkością skali czasowej, do której dostosowuje się zasadowość oceanu i zmiany klimatyczne. To jest granica, aby zapobiec zakwaszeniu tych dwóch.
Po przekroczeniu jednego z tych dwóch progów obserwuje się masowe wymieranie gatunków . W przypadku zmian w obiegu węgla zachodzących przez długi czas, wymieranie ma miejsce, jeśli zmiany te następują w tempie szybszym niż zdolność adaptacyjna środowiska. Odzwierciedla to obecną sytuację, gdzie poziom dwutlenku węgla gwałtownie rośnie, a klimat zmienia się w niezwykle szybkim tempie, w skali czasowej. Jest to kluczowe, biorąc pod uwagę, że wiele gatunków jest obecnie zagrożonych wyginięciem z powodu globalnego ocieplenia.
Natomiast w przypadku szoków, które występują w krótszych ramach czasowych, tempo zmian cyklu węgla nie ma znaczenia. W tym momencie istotna jest wielkość lub wielkość zmiany, która określa prawdopodobieństwo.
Przybył o 2100
Rothman twierdził, że pełne rozwinięcie się tego zjawiska zajmie około 10 000 lat. Dodał jednak, że jest bardzo prawdopodobne, iż gdy tylko sytuacja się zaistnieje, planeta wkroczy na nieznane terytorium. To realny problem. „Nie chcę przez to powiedzieć, że zjawisko to nastąpi następnego dnia” – powiedział w oświadczeniu. „Mówię, że jeśli nie zostanie to powstrzymane, cykl węglowy przeniesie się do sfery, która nie będzie już stabilna i będzie się zachowywać w sposób trudny do przewidzenia. W przeszłości geologicznej tego typu zachowania wiązały się z…”
Badacz zajmował się wcześniej wymieraniem permskim . W tym najsurowszym okresie w historii Ziemi, który doprowadził do wyginięcia ponad 95% gatunków, znaczącą rolę odegrał potężny puls węglowy. Od tego czasu liczne rozmowy z przyjaciółmi i członkami społeczności zachęciły go do kontynuowania badań. Od tamtej pory, jak sam mówi, „usiadłem pewnego letniego dnia i próbowałem zastanowić się, jak można by to systematycznie badać”. To, co wydarzyło się miliony lat temu, w ogromnej skali czasowej, wydaje się teraz obejmować zaledwie kilka stuleci.
Nasza planeta ma równowagę. Niezależnie od tego, czy chodzi o temperaturę, klimat, zanieczyszczenie, poziom dwutlenku węgla, itd., równowaga ta wydaje się zmieniać szybciej niż kiedykolwiek wcześniej. Czy będzie można to zatrzymać? A jeśli nie, to jak możemy wytłumaczyć, że jeszcze go nie powstrzymaliśmy, a widzieliśmy, że nadchodzi?
