До сих пор эти события обычно объяснялись отдельными тектоническими событиями — поднятием горных хребтов или изменением океанических бассейнов — вызывающими дискретные и локальные изменения климата. Но в новом исследовании группа исследователей показала, что эти изменения окружающей среды совпали с ранее недокументированным периодом глобального похолодания, которое, вероятно, было вызвано резким сокращением содержания углекислого газа в атмосфере.
Исследование, проведенное геологом Университета Брауна и опубликованное в журнале Nature Geoscience, основано на недавно созданных данных о глобальной температуре поверхности моря за последние 12 миллионов лет. Запись показывает отчетливый период более низких температур поверхности моря, охватывающий 7-5,4 миллиона лет назад, то есть в конце миоценовой эпохи.
Известно, что глобальный климат в миоцене был намного теплее нынешнего. Во время прохладного периода, обнаруженного в этом исследовании, температура поверхности моря упала почти до современного уровня.«Это первый раз, когда поздний миоцен помещен в контекст глобальной температуры поверхности моря, и мы были удивлены, увидев степень похолодания, которую мы обнаружили», — сказал Тимоти Герберт, профессор Департамента наук о Земле, окружающей среде и планетах. у Брауна, который руководил исследованием. «В свете этого изменения температуры палеобиологические наблюдения этого периода начинают приобретать гораздо больший смысл».Новый рекорд температуры поверхности моря был получен из океанических отложений, взятых в 17 различных местах по всему миру.
В отложениях сохранились остатки одного вида планктона, химический состав клеток которого зависит от температуры. Измеряя количество этих чувствительных к температуре молекул, ученые могут восстанавливать температуру во времени.
Период похолодания позднего миоцена был обнаружен в каждом месте отбора проб, в обоих полушариях и в каждом океаническом бассейне на планете. Похолодание было наиболее сильным к полюсам и более умеренным к экватору.
Эта закономерность, по словам Герберта, предполагает глобальную атмосферную причину понижения температуры. Наиболее вероятным подозреваемым является углекислый газ (CO2).«Симметрия полушария и тот факт, что охлаждение намного сильнее в высоких широтах — это следы изменения температуры, связанного с CO2», — сказал Герберт. «Мы не доказали, что это было снижение CO2, потому что мы не измеряем его напрямую, но мы приводим косвенные аргументы в пользу сокращения CO2».По словам исследователей, более низкие температуры, вероятно, сыграли роль в высыхании субтропиков в позднем миоцене. «Более прохладный мир — особенно более прохладный океан — уменьшил бы влажность в атмосфере», — сказал Герберт. «Гидрологический цикл в основном замедляется с похолоданием».
И если похолодание действительно было вызвано сокращением атмосферного CO2, это могло бы объяснить критический сдвиг в глобальной растительности, произошедший в конце миоцена: переход от лесов к пастбищам и саванне в субтропических регионах Северной и Южной Америки, Азии и других стран. Африка.
Эти экосистемы существуют и сегодня. В Африке это среды обитания, связанные с эволюцией наших ранних человеческих предков.Многие виды травянистых растений, которые начали процветать в этот период, относятся к категории «C4». Эти виды используют несколько иной путь фотосинтеза, чем деревья и другие растения.
Путь C4 более эффективен в средах с низким содержанием CO2. «Может случиться так, что если CO2 снизится, предпочтение будет отдано этим видам C4», — сказал Герберт. «Таким образом, мы можем связать этот сдвиг в растительности с тем же самым фактором, который, как мы подозреваем, вызвал похолодание в позднем миоцене».По словам Герберта, на данный момент неясно, что могло способствовать сокращению выбросов CO2 в этот период. Возможно, в это время происходили крупномасштабные геологические изменения, которые повлияли на углеродный цикл.
Лаборатория Герберта сейчас изучает такую ??возможность.Но ясно то, что в конце миоцена произошел значительный глобальный сдвиг глобальных температур.
«Преобладала точка зрения, что это не особенно захватывающее время с точки зрения глобального климата», — сказал Герберт. «Это оказалось интереснее, чем думали люди».