Глобальні льодовикові періоди в історії Землі наступали, коли рівень сонячного випромінювання різко змінювався протягом короткого, за геологічними мірками, періоду, з’ясували американські вчені. Їх роботу опублікував журнал Proceedings of the Royal Society A.
В історії Землі були як мінімум два періоди — палеопротерозой 2,4-2,1 мільярда років тому і в неопротерозой 850-630 мільйонів років тому, коли вся поверхня планети покривалася льодом. Із закінченням другого періоду часу пов’язаний різкий розквіт складного багатоклітинного життя на Землі. Тому не тільки геологи, але і планетологи, вивчають екзопланети, що лежать в жилих зонах, шукають причини, які можуть викликати глобальні зледеніння.
Вчені з Массачусетського технологічного інституту розглянули кілька сценаріїв, в яких головними драйверами загального похолодання розглядалися рівні сонячного світла, який надходить до поверхні, і вуглекислого газу в атмосфері.
У планети є свої внутрішні механізми регулювання цих параметрів, тому, на думку дослідників, щоб подолати критичний поріг будь-якої з них, події повинні розвиватися дуже швидко, що є найважливішим фактором швидкості кліматичних змін.
Автори вважають, що різке зниження сонячної радіації, яке досягає поверхні, могло бути пов’язано з масовим виверженням вулканів або утворенням біологічно індукованих хмар, що блокують сонячне світло. І в тому і в іншому випадку відбувається охолодження планети й розширення зони льодів.
Після цього включається позитивний зворотний зв’язок: чим більша площа льодів, тим більше альбедо — відбивна здатність поверхні Землі, і тим більше сонячних променів відбивається, не нагріваючи планету. Процес охолодження прискорюється до тих пір, поки лід не покриває всю планету.
Але будь-які глобальні льодовикові періоди на Землі мають тимчасовий характер через існування вуглецевого циклу. Коли планета не покрита льодом, рівні вуглекислого газу в атмосфері до якоїсь міри контролюються вивітрюванням гірських порід. Коли планета покрита льодом, вивітрювання значно зменшується, і вуглекислий газ накопичується в атмосфері, створюючи парниковий ефект, який в кінцевому підсумку виводить планету з льодовикового періоду.
Дослідники розробили просту математичну модель кліматичної системи Землі, яка включає рівняння відносин між вхідної та вихідної сонячною радіацією, температурою поверхні Землі, концентрацією вуглекислого газу в атмосфері і наслідками вивітрювання.
- Країна, яка найбільше страждає від зміни клімату
- Британці заявляють, що знайшли Атлантиду
- Рідкісного кита вперше зняли на відео
Виявилося, що для перетворення планети в “сніжок” швидкість зменшення надходження сонячного випромінювання — більш важливий параметр, ніж величина його потоку. За оцінками авторів, Земля повинна випробувати приблизно двопроцентне падіння вхідного сонячного світла протягом десяти тисяч років, щоб повернутися в глобальний льодовиковий період.
Вчені думають, що їхні висновки можна поширити і на екзопланети, що знаходяться в потенційно населеній зоні. Вони також можуть покритися льодом, якщо різко знизиться рівень випромінювання від зірки.
На думку авторів, формування снігових планет залежить від балансу між вхідним сонячним світлом, зворотним зв’язком крижаного альбедо і глобальним вуглецевим циклом. Вчені планують продовжити свої дослідження, щоб точніше визначити критичні значення для кожного з цих параметрів.
Натхнення: earth-chronicles.ru