Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

Мог ли аналогичный процесс, но в гораздо большем масштабе, спровоцировать наступление ПЭТМ? Пролив, разделяющий Норвегию и Гренландию, 55 миллионов лет назад был гораздо уже, чем сейчас (с тех пор спрединг дна океана раздвинул материки). Когда вулканическая деятельность подняла морское дно в южной части пролива, образовался глубокий изолированный бассейн, отрезанный от сообщения с Атлантическим океаном. В те времена сильного потепления и Гренландия, и Норвегия обладали густой растительностью, а уровень осадков был высоким. Поэтому в этот бассейн смывалось большое количество органического материала. Бактерии в отложениях производили много метана, а в нижние слои воды просачивался диоксид углерода из подстилающих вулканических очагов. В случае стратификации бассейна оба эти газа накапливались бы в придонных водах до высокого уровня.

Аргумент о стратификации носит умозрительный характер — в геологической летописи нет данных, которые бы подтверждали или опровергали такую возможность. Однако можно опираться на правдоподобность. Во времена ПЭТМ глубина бассейна превышала километр, и в силу изолированности от Атлантического океана циркуляция воды в нем отсутствовала или была ограничена. Решающее значение для возникновения стратификации имеет разница в плотности между поверхностной и глубокой водой, и в доминирующем теплом климате (даже на широте Гренландии температура поверхности составляла 20 градусов Цельсия или больше) поверхностные воды должны быть теплыми и потому обладать низкой плотностью. Приток пресной воды на мелководьях и добавление плотной соленой воды на глубине от вулканических источников еще больше должны усиливать контраст плотностей. В таких условиях концентрация метана и углекислого газа в придонных водах бассейна повышалась бы до насыщения, пока некое событие, как в случае с озером Ньос, не нарушило бы стратификацию со взрывным высвобождением растворенных газов. Этот бассейн, по оценкам, имел площадь с современное Красное море, и, хотя оценить объем метана и диоксида углерода в придонных водах непросто (оценка зависит от деталей топографии бассейна, о которых мало известно), там должно было содержаться не менее 100 миллиардов тонн метана. Выделения такого количества более чем достаточно, чтобы вызвать зафиксированное повышение температуры в период ПЭТМ. После такого взрыва стратификация бы восстановилась, и газы в глубоких водах бассейна стали бы накапливаться заново. Цикл мог повторяться — возможно, всего за несколько десятилетий.

Такой сценарий запуска глобального потепления в случае ПЭТМ предложила международная группа исследователей из Великобритании, Ирландии и Франции в статье 2009 года в журнале Nature. Эта идея привлекательна тем, что не предполагает разрушения гидратов метана одновременно во всем мире во время какого-то катастрофического события, что всегда казалось маловероятным. Авторы статьи в Nature сравнивают изолированный бассейн в Северной Атлантике с конденсатором, который раз за разом накапливает электрический заряд и разряжается. Если в течение тысячелетий каждые несколько десятков лет из стратифицированного бассейна выбрасывалось десятки миллиардов тонн метана плюс какое-то неизвестное количество углекислого газа, то это могло бы объяснить быстрое и устойчивое повышение температуры при ПЭТМ. Продолжительная работа такого механизма (пусть даже на ослабленном уровне) также объясняла бы поддержание высоких температур на протяжении свыше 100 000 лет. Этот «метановый конденсатор» прекратил работать, а глобальные температуры начали падать, когда восстановилось сообщение между этим бассейном и водами Северной Атлантики.

Выдвинуты и другие теории о формировании ПЭТМ, причем некоторые из них в качестве причины появления добавленного углерода называют не метан, а другие источники. Одно из предположений ссылается на удар кометы, содержащей большое количество углерода с нужным составом изотопов. Однако у такой идеи нет никаких доказательств — например, подходящего ударного кратера. Другие сценарии предполагают, что большое количество углекислого газа в атмосфере появилось в результате быстрого окисления органического углерода, сохранявшегося в осадочных отложениях. Например, одна идея состоит в том, что в каком-то глобальном пожаре из-за засушливого климата сгорели залежи торфа, который 55 миллионов лет назад был широко распространен. Моделью для такой гипотезы послужили масштабные лесные пожары 1997 года в Индонезии, вызванные засухой, связанной с явлением Эль-Ниньо^[50]. В результате пожаров за относительно короткое время образовалось очень большое количество двуокиси углерода — примерно сравнимое с годовой выработкой всего человечества. Однако мы не знаем, был ли климат ПЭТМ настолько сухим, чтобы поддерживать глобальное горение торфа. Кроме того, изотопный состав обычного органического углерода из торфа далеко не так экстремален, как состав биологического метана, а поэтому для объяснения изотопного сдвига пришлось бы брать неправдоподобно большие его объемы.