Wietrzenie skał potrafi ogrzewać planetę. Zaskakujący wniosek z jurajskiego kryzysu

Od lat 80. XX wieku geolodzy zakładali prostą rzecz: erozja i wietrzenie skał powoli usuwają CO2 z atmosfery, działając jak termostat planety. Nowe badanie pokazuje, że ten sam proces potrafi też ogrzewać Ziemię — i zrobił to z dużą siłą podczas jurajskiego kryzysu sprzed 183 milionów lat.

Skały, które oddychają dwutlenkiem węgla

→ Czytaj też: Upadek czterech cywilizacji w jednym momencie. Archeolodzy rozwiązali zagadkę epoki brązu

Wietrzenie skał krzemianowych pochłania CO2 z atmosfery, zapobiegając niekontrolowanemu ociepleniu. To klasyczny obraz ziemskiego klimatu w skali geologicznej. Ale w skałach kryje się też węgiel organiczny — resztki liści, drewna, planktonu i mikrobów sprzed milionów lat.

Kiedy tektonika płyt wypycha takie osady na powierzchnię, a erozja je odsłania, węgiel organiczny utlenia się i ucieka do atmosfery jako CO2. Badanie opublikowane w Nature Communications przez zespół z Uniwersytetu Oksfordzkiego sprawdziło, jak ta rywalizacja dwóch procesów wpłynęła na klimat przeszłości.

Jurajskie ocieplenie jako poligon

→ Czytaj też: Zaginione Miasto pod Atlantykiem. Naukowcy przewiercili się do systemu, który je zasila

Madeleine Stow i współpracownicy z Wielkiej Brytanii i Francji przyjrzeli się tzw. zdarzeniu beztlenowemu oceanu z toarku — epizodowi globalnego ocieplenia z wczesnej jury. Wywołały je gigantyczne erupcje wulkaniczne na obszarze ówcześnie połączonych RPA i Antarktydy.

Skutki były dramatyczne. Planeta ogrzała się o 6 do 7 stopni Celsjusza, co przetasowało gatunki roślin i dinozaurów na lądzie oraz wywołało masowe wymieranie koralowców i innych morskich organizmów. Bob Hilton, profesor z Oksfordu i współautor pracy, zaznacza, że samo zdarzenie było dobrze poznane.

„To zdarzenie było wcześniej dobrze zbadane. Rozumiemy jego przyczyny, rozumiemy, jak wywołało masowe wymierania” — tłumaczy Hilton.

Ren zdradził sekret sprzed milionów lat

Aby zmierzyć, ile węgla organicznego utleniło się na lądzie podczas toarku, zespół sięgnął po izotopy renu wydobyte ze skał osadzonych wówczas na dnie morza. Ren wiąże się chemicznie z materią organiczną w osadach, działając jak znacznik jej utleniania.

Naukowcy wykorzystali 1300-metrowy rdzeń skalny, odwiercony w latach 60. w Walii i przechowywany przez British Geological Survey. Stężenia renu sięgają zaledwie jednej miliardowej grama na gram skały — pomiar wymagał wyjątkowo czułych spektrometrów mas. Wartości izotopów renu zmieniały się wraz z postępem ocieplenia, co wskazuje, że wietrzenie węgla organicznego nasilało się w miarę nagrzewania klimatu.

Badanie z 2024 roku autorstwa Isabel Fendley z Penn State, oparte na tym samym rdzeniu, wykazało, że sam wulkaniczny CO2 nie wystarczał do wywołania ocieplenia. Musiało istnieć dodatkowe źródło gazów cieplarnianych. Izotopy renu wypełniły tę lukę.

Co z termostatem Ziemi?

Jeśli wietrzenie skał potrafi emitować CO2, gdzie zostawia to nasz utrwalony obraz ziemskiego termostatu? Hilton uspokaja, że wietrzenie krzemianów wciąż odgrywa kluczową rolę — „musi po prostu pracować ciężej”.

Nie wszyscy są przekonani co do skali zjawiska. Profesor Jeremy Caves Rugenstein z Colorado State University, niezaangażowany w badanie, jest sceptyczny wobec ilości uwolnionego węgla. „Ich szacunki całkowitego węgla dostarczonego przez to sprzężenie zwrotne są ogromne” — ocenia. Zauważa, że w pewnym momencie zabraknie węgla organicznego do utlenienia, co postawi twardą granicę sile tego mechanizmu.

Pozostaje pytanie, na ile przeszłość jest zapowiedzią przyszłości. Współczesne pomiary sugerują, że ogrzewanie planety nasila wietrzenie tego materiału — dokładnie to zespół odczytał ze skalnego rdzenia.