22-10-2023
Палеоцен-эоце́новый термический максимум (в англоязычной литературе Paleocene-Eocene Thermal Maximum или Initial Eocene Thermal Maximum сокращенно PETM или IETM) — геологическое событие, произошедшее примерно 55 млн лет назад[1][2], на границе палеоцена и эоцена, выраженное резким потеплением климата Земли, значительным изменением состава атмосферы и вымиранием некоторых видов. Палеоцен-эоценовый термальный максимум — одно из самых значительных резких изменений климата в геологической истории фанерозоя, он продолжался несколько тысяч лет.
Палеоцен-эоценовый термальный максимум проявлен как резким повышением температур на поверхности континентов, в верхних слоях океана, так и изменением изотопного состава атмосферного углерода, изменением седиментации и вымиранием целого ряда видов.
Согласно палеоклиматическим реконструкциям, температура на континентах во время этого события увеличилась на 8 °C. Температура воды в тропическом поясе составила 20 °C, что на 1,5 °C больше современного значения, в арктических морях потепление было значительно масштабнее, и увеличение температуры поверхностных вод Северного Ледовитого океана могло составлять до 10 °C.
Наиболее отчётливо термальный максимум проявлен в изотопном составе углерода карбонатных отложений, в которых отношение 13C/12C сначала очень быстро уменьшилось на 2–2,5 ‰, а затем примерно за 150–200 тыс. лет вернулось в норму. Изменение изотопного состава углерода реконструируется по скважинам в океанических отложениях. Точность изотопных методов определения абсолютного возраста отложений недостаточна для определения таких коротких интервалов времени, и вся продолжительность палеоцен-эоценового термального максимума 200 тыс. лет, но определить историю события в абсолютных временных величинах пока невозможно.
Во время термального максимума содержание углекислого газа в атмосфере достигло 2–3 ‰ (то есть в 5–8 раз больше, чем современное значение, 390 ppm), причём большая его часть растворилась в океанической воде, что повысило её кислотность. В результате карбонатные раковины гибнущего планктона стали растворяться в воде, не достигая дна, поэтому в осадочных разрезах термальный максимум проявлен сменой белых карбонатных отложений красными глинами, которые по его завершению опять сменяются карбонатными отложениями.
Изменение изотопного состава углерода во время палеоцен-эоценового термального максимума можно объяснить перераспределением углерода из земной биосферы в океаны и атмосферу, так как всё живое имеет изотопный состав углерода, смещённый в сторону лёгкого изотопа. Однако в данном случае, для объяснения огромного отклонения изотопного состава углерода от нормального состояния, требуется за мгновение перевести в атмосферу и океаны количество углерода, эквивалентное всей современной биосфере, включая почвы. Гораздо реалистичнее выглядит модель резкого перехода метана из кристаллогидратов в атмосферу и океан. Согласно оценкам, для образования наблюдаемой изотопной аномалии требуется распад лишь одной трети метана, связанного в форме кристаллогидратов.
Кристаллогидраты — это специфические соединения воды и углеводородов, в которых газы входят в полости структуры льда. Они становятся неустойчивы при повышении температуры, и могут разлагаться взрывным образом.
Как и в большинстве климатических изменений, причинно-следственная связь в данном случае не ясна. Кристаллогидраты становятся неустойчивы с повышением температуры, таким образом, их распад мог быть спровоцирован резким потеплением на планете. С другой стороны, метан — газ с сильным парниковым эффектом и увеличение его концентрации в атмосфере само по себе могло вызвать глобальное потепление.
Резкое повышение температуры на Земле, случившееся ок. 55,5 млн л. н., когда средняя температура воздуха у поверхности Земли и температура верхних слоев океана выросла примерно на 5—8 градусов, могло быть связано, по версии американских учёных, с падением кометы или метеорита[3][4].
Термальному максимуму соответствуют масштабные изменения климата планеты и состава её верхних геосфер. Они отразились и на биосфере. На границе палеоцена и эоцена произошло значительное вымирание видов. Исчезли примитивные млекопитающие, им на смену пришли млекопитающие современного типа, все в меньшем размерном классе. Тогда же вымерло от 30 до 40% глубоководных фораминифер.
Особый интерес представляют седиментационные последствия этого события, и как после него Земля возвращалась в нормальное состояние. Углеродная изотопная аномалия стала убывать по экспоненте и исчезла примерно за 150 тыс. лет. Это время сопоставимо с современным временем осаждения океанического углерода в осадочные породы. С углеродной аномалией сопряжено значительное увеличение осаждения биогенного бария, на основании чего С. Баинс и др. в 2000 году предположил, что продуктивность океанов увеличилась в ответ на усиление эрозионных процессов на континентах и увеличение сноса в океаны продуктов выветривания. Таким образом, палеоцен-эоценовый термальный максимум иллюстрирует не только резкое изменение температуры и состава атмосферы, но и механизм последующего отклика планеты, нивелирующего эти изменения.
Палеоцен-эоценовый термический максимум.
