Μεταξύ της επιστημονικής κοινότητας, των κυβερνήσεων, των ανθρωπιστικών οργανώσεων, ακόμη και των στρατιωτικών σχεδιαστών, η κλιματική αλλαγή θεωρείται η μόνη μεγαλύτερη απειλή που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα σήμερα. Μεταξύ της αύξησης του λιμού, των ασθενειών, των πλημμυρών, του εκτοπισμού, του ακραίου καιρού και του χάους που προκύπτει, είναι σαφές ότι ο τρόπος με τον οποίο κάνουμε τον πλανήτη μας να ζεσταθεί έχει τρομερές συνέπειες.
Αλλά υπάρχουν ορισμένα σενάρια όπου η ζημιά που γίνεται τώρα θα μπορούσε να οδηγήσει σε ένα φαινόμενο που οδηγεί σε μαζικές εξαφανίσεις. Αυτή η δυνατότητα απεικονίστηκε σε μια πρόσφατη μελέτη που διεξήγαγε ο καθηγητής του MIT Daniel Rothman με την υποστήριξη της NASA και του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών (NSF). Σύμφωνα με τον Rothman, κινδυνεύουμε να παραβιάσουμε ένα «όριο άνθρακα» που θα μπορούσε να οδηγήσει σε φαινόμενο δραπέτη με τους ωκεανούς της Γης.
Ο Rothman, καθηγητής γεωφυσικής και συν-διευθυντής του Lorenz Center στο Τμήμα Γης, Ατμοσφαιρικών και Πλανητικών Επιστημών του MIT, έχει περάσει τα τελευταία χρόνια προειδοποιώντας μας για το κρίσιμο όριο που αντιμετωπίζουμε. Το 2017, δημοσίευσε μια εφημερίδα Επιστήμη προχωρά που προειδοποίησε πώς οι ωκεανοί της Γης ενδέχεται να συγκρατούν αρκετό διοξείδιο του άνθρακα έως το 2100 για να προκαλέσουν μαζική εξαφάνιση.
Έκτοτε, ο Rothman έχει βελτιώσει αυτήν την πρόβλεψη μελετώντας τον τρόπο με τον οποίο ο κύκλος άνθρακα ανταποκρίνεται όταν ξεπεράσει ένα κρίσιμο όριο. Στο νέο του έγγραφο, το οποίο εμφανίστηκε στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας ΕπιστημώνΟ Rothman χρησιμοποίησε ένα απλό μαθηματικό μοντέλο που ανέπτυξε για να αντιπροσωπεύσει τον κύκλο του άνθρακα στον άνω ωκεανό της Γης και πώς μπορεί να συμπεριφέρεται όταν ξεπεράσει αυτό το όριο.
Αυτός ο κύκλος συνίσταται στο να απελευθερώνεται άνθρακας στην ατμόσφαιρα της Γης (κυρίως μέσω ηφαιστειακής δραστηριότητας) και να αποθηκεύεται στον μανδύα της Γης με τη μορφή ανθρακικών ορυκτών. Οι ωκεανοί μας χρησιμεύουν επίσης ως «νεροχύτης άνθρακα», αφαιρώντας τον ατμοσφαιρικό άνθρακα από τον αέρα και μετατρέποντάς τον σε ανθρακικό οξύ. Αυτός ο κύκλος έχει διατηρήσει τις θερμοκρασίες του πλανήτη και τα επίπεδα οξύτητας του ωκεανού σταθερά με την πάροδο του χρόνου.
Όταν το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα διαλύεται στο θαλασσινό νερό, έχει επίσης ως αποτέλεσμα τη μείωση των συγκεντρώσεων ανθρακικών ιόντων στον ωκεανό. Όταν πέφτουν κάτω από ένα ορισμένο κατώφλι, τα κελύφη από ανθρακικό ασβέστιο αρχίζουν να διαλύονται και οι οργανισμοί που εξαρτώνται από αυτά για προστασία έχουν δυσκολότερη επιβίωση.
Αυτό είναι επιζήμιο για δύο λόγους. Από τη μία πλευρά, αυτό σημαίνει ότι ένα σημαντικό μέρος του θαλάσσιου κύκλου ζωής θα αρχίσει να πεθαίνει. Από την άλλη, τα κελύφη παίζουν σημαντικό ρόλο στην απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα από τον άνω ωκεανό. Αυτό συμβαίνει ως αποτέλεσμα οργανισμών που βασίζονται στα κελύφη τους για να τους βοηθήσουν να βυθιστούν στον πυθμένα του ωκεανού, μεταφέροντας μαζί τους τον οργανικό άνθρακα.
Επομένως, οι αυξήσεις του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα (και η οξίνιση του ωκεανού που προκύπτει) θα σημαίνει λιγότερους ασβεστοποιητικούς οργανισμούς και λιγότερους διοξείδιο του άνθρακα. Όπως εξήγησε ο Rothman σε μια πρόσφατη συνέντευξη στο MIT News:
«Είναι θετικό σχόλιο. Περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα οδηγεί σε περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα. Το ερώτημα από μαθηματική άποψη είναι, είναι αρκετή η ανάδραση για να καταστήσει το σύστημα ασταθές; "
Αυτή η διαδικασία έχει συμβεί πολλές φορές κατά τη διάρκεια της ιστορίας της Γης. Όπως έδειξε ο Rothman στη μελέτη του, στοιχεία που προέκυψαν από τη μελέτη των ιζηματογενών στρωμάτων δείχνουν ότι τα αποθέματα άνθρακα των ωκεανών άλλαξαν γρήγορα (και στη συνέχεια ανακτήθηκαν) δεκάδες φορές τα τελευταία 540 εκατομμύρια χρόνια. Τα πιο δραματικά από αυτά πραγματοποιήθηκαν περίπου την ίδια στιγμή με τέσσερις από τις πέντε μεγάλες μαζικές εξαφανίσεις στην ιστορία της Γης.
Σε κάθε μία από αυτές τις περιπτώσεις, ο Rothman καταλήγει στο συμπέρασμα ότι οι αυξήσεις του διοξειδίου του άνθρακα (είτε βαθμιαία είτε ξαφνικά) τελικά προχώρησαν σε ένα κατώφλι, με αποτέλεσμα ένα φαινόμενο καταρράκτη που περιείχε χημικές ανατροφοδοτήσεις. Αυτό οδήγησε σε ακραία οξίνιση των ωκεανών και την ενίσχυση των αποτελεσμάτων της αρχικής σκανδάλης.
Επιπλέον, για περίπου τις μισές διαταραχές στο μοντέλο του Rothman, ο ρυθμός αύξησης του άνθρακα ήταν ουσιαστικά ο ίδιος όταν τέθηκαν σε κίνηση. Ενώ οι πυροδοτήσεις στο παρελθόν πιθανότατα οφείλονταν σε αυξημένη ηφαιστειακή δραστηριότητα ή άλλα φυσικά γεγονότα, αυτά συνέβησαν κατά τη διάρκεια δεκάδων χιλιάδων ετών. Σήμερα, η ανθρωπότητα αντλεί CO2 στην ατμόσφαιρα με ρυθμό που προηγουμένως άκουσε στο γεωλογικό αρχείο.
Αυτό ήταν ένα από τα κύρια ευρήματα της μελέτης του Rothman, η οποία έδειξε ότι ο ρυθμός με τον οποίο CO2 εισάγεται διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ανατροπή του συστήματος. Ενώ οι μέτριες διαταραχές στον κύκλο του άνθρακα θα εξισορροπήθηκαν με την πάροδο του χρόνου και δεν θα επηρέαζαν τη συνολική ωκεάνια σταθερότητα, μια ταχεία εισαγωγή CO2 θα οδηγούσε σε μια σειρά θετικών ανατροφοδοτήσεων που μεγεθύνουν το πρόβλημα.
Σήμερα, ο Rothman ισχυρίζεται ότι βρισκόμαστε «στο απόγειο του ενθουσιασμού» και αν συμβεί, τα προκύπτοντα σχόλια και οι επιπτώσεις είναι πιθανό να είναι παρόμοια με τις προηγούμενες παγκόσμιες καταστροφές. «Μόλις φτάσουμε στο κατώφλι, το πώς φτάσαμε εκεί μπορεί να μην έχει σημασία», είπε. «Μόλις το ξεπεράσεις, ασχολείσαι με τον τρόπο λειτουργίας της Γης και συνεχίζει τη δική του διαδρομή».
Από την άλλη πλευρά, η μελέτη του έδειξε επίσης ότι οι ωκεανοί της Γης (με βάση τα τρέχοντα επίπεδα οξίνισης) θα επέστρεφαν τελικά σε ισορροπία, αλλά μόνο μετά από δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Αυτό το μοτίβο είναι σύμφωνο με το γεωλογικό ρεκόρ, ειδικά με τουλάχιστον τρεις μαζικές εξαφανίσεις που πιστεύεται ότι σχετίζονται με τον παρατεταμένο μαζικό ηφαιστειακό.
Με άλλα λόγια, εάν οι ανθρωπογενείς εκπομπές άνθρακα υπερβούν το κατώφλι και συνεχίσουν πέρα από αυτό, οι συνέπειες θα μπορούσαν να είναι εξίσου σοβαρές με τις προηγούμενες μαζικές εξαφανίσεις. «Είναι δύσκολο να γνωρίζουμε πώς θα καταλήξουν τα πράγματα, δεδομένου του τι συμβαίνει σήμερα», δήλωσε ο Rothman. «Αλλά είμαστε πιθανώς κοντά σε ένα κρίσιμο όριο. Οποιαδήποτε αύξηση θα φτάσει στο μέγιστο μετά από περίπου 10.000 χρόνια. Ας ελπίσουμε ότι αυτό θα μας έδινε χρόνο για να βρούμε μια λύση. "
Ήδη, η επιστημονική κοινότητα αναγνωρίζει ότι το ανθρωπογενές CO2 Οι εκπομπές επηρεάζουν το περιβάλλον της Γης - ένα αποτέλεσμα που θα μπορούσε να γίνει αισθητό για χιλιετίες. Ωστόσο, αυτή η μελέτη δείχνει ότι οι συνέπειες θα μπορούσαν να είναι πολύ πιο δραματικές από ό, τι αναμενόταν προηγουμένως και θα μπορούσαν να είναι μη αναστρέψιμες μετά από ένα συγκεκριμένο σημείο. Αν δεν υπάρχει τίποτα άλλο, η μελέτη του Rothman υπογραμμίζει την ανάγκη να εφαρμοστούν λύσεις τώρα, ενώ υπάρχει ακόμη χρόνος.
