Протягом історії наша планета зазнавала значних змін. Деякі були м’якими та помірними, інші — різкими та радикальними. Деякі з цих змін призвели до вимирання численних видів . Але чому були часи, коли так багато видів масово вимирало? Деніел Ротман, професор геофізики кафедри атмосферних і планетарних наук Массачусетського технологічного інституту, використав математику, щоб відповісти на це питання.
Згідно з прогнозами, до 2100 року океани зберігатимуть загалом 310 гігатонн вуглекислого газу . Одна гігатонна дорівнює 1 000 000 000 000 кілограмів (одному трильйону). Цього достатньо, щоб значно збільшити ймовірність катастрофічної події, якщо нічого не вжити, щоб її зупинити. Такого висновку дійшов Ротман, враховуючи вуглецеві збурення протягом останніх 542 мільйонів років.
Використання математики для прогнозування майбутнього
Аналіз останніх 542 мільйонів років виявляє п'ять великих масових вимирань . Спільним фактором для всіх них були значні вуглецеві порушення, які вплинули як на океани, так і на атмосферу. Ці порушення тривали мільйони років, що призвело до вимирання багатьох видів, включаючи до 75% морських видів.
Професор геофізики Массачусетського технологічного інституту представив журналу Science Advances математичну формулу, яку він використовував для визначення порогів катастроф. Якщо ці пороги перевищено, ймовірність масового вимирання дуже висока.
Відображення в наші дні
Для досягнення цих висновків було вивчено 31 ізотопну подію за останні 542 мільйони років. Критична швидкість порушення вуглецевого циклу та його величина були пов’язані з величиною тимчасового масштабу, до якого пристосовується лужність океану та кліматичні зміни. Це межа для запобігання закислення цих двох.
Коли перевищено один із цих двох порогів, спостерігається масштабне вимирання видів . Щодо змін у вуглецевому циклі, які відбуваються протягом тривалих періодів, вимирання трапляються, якщо ці зміни відбуваються зі швидкістю, вищою за здатність навколишнього середовища адаптуватися. Це відображає те, що відбувається сьогодні, коли рівень вуглекислого газу стрімко зростає, а клімат змінюється надзвичайно швидко у часових рамках. Це критично важливо, враховуючи, що багато видів наразі перебувають під загрозою зникнення через глобальне потепління.
На відміну від цього, для потрясінь, що відбуваються на коротших термінах, швидкість змін циклу вуглецю не має значення. На даний момент важливим є розмір або величина зміни, яка визначає ймовірність.
Прибув о 2100
Ротман стверджував, що для повного розвитку цього явища знадобиться приблизно 10 000 років. Але він додав, що цілком можливо, щойно виникне така ситуація, планета потрапить на незвідану територію. Це справжня проблема. «Я не маю на увазі, що це явище станеться наступного дня», – сказав він у своїй заяві. «Я кажу, що якщо не зупинити цей процес, вуглецевий цикл переміститься в сферу, яка більше не буде стабільною і поводитиметься так, що важко передбачити. У геологічному минулому така поведінка асоціювалася з...»
Дослідник раніше працював над дослідженням вимирання наприкінці пермського періоду . Найважчий період в історії Землі, який знищив понад 95% видів, стався з масовим викидом вуглецю, який відіграв значну роль. Відтоді численні розмови з друзями та людьми з його громади надихнули його продовжити це дослідження. З того часу, як він сам каже: «Я сів одного літнього дня і спробував подумати, як можна систематично вивчити це». Те, що сталося мільйони років тому, охоплюючи величезні часові рамки, зараз, здається, займає лише кілька століть.
Наша планета має баланс. Чи то температура, клімат, забруднення, рівень вуглецю тощо. Баланс, який, здається, змінюється швидше, ніж будь-коли раніше. Чи вдасться це зупинити? А якщо ні, то як пояснити, що ми його ще не зупинили і бачили, як він йде?
