Големите климатични катастрофи: Земя - снежна топка

Публикувано: 12:52 | 19 юни 2017
Автор: Иво Некитов
Сн.: Shutterstock
В миналото планетата ни е била изцяло замръзнала, подобно на Енцелад или Европа
Планетата ни има своя история, продължаваща няколко милиарда години. През този период тя е преживяла и крайности в климата си. stat
 През последните два милиона години планетата ни е в климатична треска, мятайки се от състояние на продължителна ледена скованост на голяма част от сушата си, до междуледникови периоди, в един от които се намираме и в момента.

За настоящия ледников период ще пишем по-късно в поредицата. 
В най-силните заледявания на сегашните ледникови периоди, сушата на Земята се покрива с около една трета лед. Все пак тропическите и екваториални части остават топли.

Невинаги е било така.

Сега ще пишем за няколко периода в по-далечната история на планетата, в които тя е била изцяло покрита с лед, от полюс до полюс, включително и екваториалните и части.
В по-далечното минало на планетата ни е имало поне 3 много по-силни заледявания от сегашното.
Най-силното и продължително цялостно заледяване на планетата е Хуронското, в периода от 2500 до 2000 милиона години преди настоящето, а последното вероятно  е т. нар. Криоген преди около 650 милиона години.

Има и поне още 2 периода, за които мнозина учени смятат, че земята се е заледявала напълно или почти напълно, евентуално с малки отворени водни пространства в района на Екватора.

От какво са били причинени те? Отговорът за първия е малко парадоксален: от живота на планетата.
При образуването си преди повече от 4 милиарда години, планетата за кратко е притежавала атмосфера, наследена от първичния облак, от когото са се образували Слънцето и планетите в Слънчевата система - главно водород и други леки газове.
Тази първа атмосфера относително бързо се е разнесла в пространството и постепенно се е образувала втората, съставена от азот и въглероден двуокис.
Възникналият живот, в хода на еволюцията си, след милиард и половина-два, благодарение на дейността на първите фотосинтезиращи организми, цианобактериите, постепенно е започнал да отделя кислород, редуцирайки въглеродния двуокис.

Благодарение на буферите, най-вече на свободното желязо в земната кора, както и океаните, които поглъщали до определен момент отделения кислород, дълго време в атмосферата такъв е липсва.
Кризата настъпва внезапно по геологическите стандарти за време, когато кислородът е окислил всичко, което е годно за целта, а океаните са се наситили (разтворили възможните количества) с този газ.
След това той започва бързо да се натрупва в атмосферата, за сметка на въглеродния двуокис.
Парниковият ефект, осигурен от огромните по днешните стандарти, количества въглероден двуокис, бързо намалява, в резултат на което Земята се заледява цялата за няколко периода в тази далечна геологическа епоха.

Вторият важен механизъм за елиминиране на въглеродния двуокис от атмосферата е изветрянето на скалите. То става значително по-бавно и е силно, когато голяма част от континентите се намират в околоекваториалните части на планетата, заради по-високите температури. При покриване на континентите с лед, процесът практически спира.

Важно е да се знае: преди 2 милиарда години и половина Слънцето е излъчвало с около 15 на сто по-малко енергия от днешната.
Това е доказан факт, обоснован теоретично: докато днешното Слънце е приблизително наполовина изградено от водород  и  наполовина от по-тежкия  и плътен хелий, по-младото ни светило  е било в по-голямата си част съставено от водород и налягането и температурата в термоядрения му котел са били по-малки, съответно термоядрените реакции - по-ниско интензивни.

Да се върнем на планетата ни. Представете си днешния зелен рай, покрит изцяло от полюс до полюс с лед и само стърчащите над него върхове на планините, все още голи камънаци (животът е бил примитивен и е оцелявал в океаните под леда).

В това си състояние планетата дълго време се е и самоподдържала, тъй като над 90 на сто от слънчевите лъчи са се отразявали от безкрайната ледена пустош. 
Възможно е дори на Марс да е имало повече течна вода на повърхността, ако преди 3 милиарда години е притежавал по-дебела атмосфера от въглероден двуокис.
В същото време люлката на живота в системата на звездата ни е била ледена пустиня, подобна на сегашните ледени пустини Енцелад или Европа - спътниците на газовите гиганти.

Как изобщо е успяла тогава Земята да се размрази?
Чрез  следния механизъм:
Благодарение на процесите в мантията и ядрото, континентите се движат, сблъскват и подпъхват един под друг.
При това подпъхване, на латински субдукция, утаените по  дъната на океана и шелфовете свързани форми на въглеродния двуокис, главно карбонати, се разлагат, а освободеният газ  излиза обратно в атмосферата и се натрупва.
Това натрупване  е продължавало милиони години, заради липсата на условия за масова фотосинтеза, т.е след като прото-растенията почти успешно са се самозамразили, в атмосферата са се натрупали отново достатъчно големи количества въглероден двуокис, за да се задейства парников ефект, който да размрази "снежната топка". 

Обърнете внимание, че заради албедото (отражателната способност) на леда, необходимият процент въглероден двуокис е наистина огромен и, веднъж достигнат, размразяването на планетата става буквално за миг по геологическите стандарти: след няколкостотин хиляди или милион години заледяване, ако се размрази дори малка екваториална ивица, която да поглъща без да отразява вече топлината, километровата ледена броня на планетата се е стопявала за няколко десетки години, а Земята  от състояние на ледена топка се превръща в непоносим горещ парник.

По сегашна преценка, за да се стартира размразяването на вкочанената планета, количеството въглероден двуокис трябва да е няколкостотин пъти над сегашното, от порядъка на 13 процента (!).

Следва бурно размножаване на фотосинтезиращите организми, фиксиране на атмосферния парников агент от тях и изветрянето на скалите и повторение на сценария - циклично няколко до няколко десетки пъти.

След Хуронското, но най-вече след Криогения преди 650 милиона години настъпва взрив на разнообразието на живота и формите му на планетата, т. нар. камбрийски взрив.
Не всички учени споделят сценария на ледената топка, а и въпреки наличието на косвени, но стабилни доказателства, никога не можем да бъдем сигурни какво точно се е случило 2 или 3 милиарда години назад.

В следващата статия ще разгледаме другата крайност, преди "само" 250 до 252 милиона години назад, когато е най-голямото измиране в историята на планетата ни и  единственото, засегнало над 90 на сто от видовете и на сушата, и в океаните - голямото Пермско измиране или Перм-Триаската термична катастрофа.

Поредицата на Дир започна с Климатичните катастрофи в историята
60 1


ГласувайКРЪСТОСАН ОГЪН

За причините за наводнението в Мизия


Инж. Венцислав Василев
областен управител на Враца
Д-р Виолин Крушовенски
кмет на Мизия
11%
гласували: 340
89%

Цялата хронологияХРОНОЛОГИЯ

7 октомври 2016

Близо 480 души са загинали в Хаити според последна равносметка за жертвите от особено мощния ураган Матю, бушувал в Карибския район преди да се насочи към югоизточното крайбрежие на САЩ. Четири са жертвите в Доминиканската република, големи щети има в Куба и на Бахамите.


Маринов: 2017 г. ”нагоре по стълбата, която води надолу”

Без съмнение, годината бе трудна, тревожна и нервна. Истината е, че от крехките тенденции на икономически напредък се възползват малка част от българите.