Mezozoik dönemde yaklaşık 183 milyon yıl önce meydana gelen büyük bir çevresel kargaşa olan Toarcian okyanus anoksik olayı (T-OAE), Jeolojik tarihte Dünya’nın karbon döngüsüne en şiddetli pertürbasyonlardan biri olarak duruyor.
T-OAE, kabaca 6 ° C’lik hızlı bir küresel sıcaklık artışı, yaygın deniz yok olma ve%6’yı aşan negatif karbon izotop gezisi ile karakterize edildi ve ¹c açısından zengin karbonun büyük bir salınımını yansıtıp metan veya CO dahil olmak üzere kaynaklardan kaynaklandı2 Organik maddeden türetilmiştir – dünyanın atmosferi ve okyanusları. T-OAE’yi inceleyen bilim adamları uzun zamandır eleştirel soruyu sordular: onu tetikleyen baskın karbon kaynakları ve geri bildirim mekanizmaları nelerdi?
İki mekanizma potansiyel birincil sürücüler olarak geniş çapta belirtilmiştir: büyük magmatik illerden volkanik aktivite ve temas metamorfizmi yoluyla termojenik metanın salınması. Yine de temel bir sınırlama devam eder: Bu süreçler tek başına, stratigrafik kayıtta korunan küresel senkron, nabızlı negatif karbon izotop gezilerini tam olarak açıklayamaz ve bilimsel anlayışta bir boşluk bırakır.
Yayınlanan bir çalışma Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri Şimdi T-OAE’nin kökenleri hakkında yeni bilgiler sunuyor.
Çin Bilimler Akademisi (CAS) üyesi Prof. Jin Zhijun ve CAS Jeoloji ve Jeofizik Enstitüsü’nden Prof. Zhao Mingyu, uluslararası bir araştırma ekibi küresel bir biyojeokimyasal inversiyon modeli geliştirdi. Bu yenilikçi model, metan döngüsünü üç kritik rezervuara açıkça bağlar: tortular, okyanus ve atmosfer.
Multi-proxy jeolojik veri kümelerini bir Bayesian inversiyon çerçevesiyle entegre ederek-belirsizliği dahil ederek tahminleri rafine eden istatistiksel bir araç-araştırmacılar T-OAE döneminde hem sera gazı akışlarını hem de izotopik imzalarını ölçtüler. Bulgular, etkinliğin sürücüleri hakkında önceki varsayımlara meydan okuyor.
Özellikle, model, mikrobiyal aktivite ile üretilen metan biyojenik metanın büyük ölçekli pulslarının jeolojik kayıtlarda gözlenen darbeli karbon izotop anomalilerinin üremesi için gerekli olduğunu göstermektedir. Bu nabızların ölçeği çarpıcıdır: Her bir metan salımı, sanayi devriminden bu yana toplam antropojenik karbon emisyonlarını aştı. Tüm T-OAE boyunca, bu metan darbeleri sırasında salınan toplam karbon hacmi, şu anda tüm dünyanın petrol ve gaz rezervlerinde depolanan karbon miktarına yaklaştı.
Çalışma ayrıca bu büyük mikrobiyal metanogenezi körükleyen koşulları tanımlamaktadır: erken Jurassic okyanuslarda azalmış sülfat mevcudiyeti ve organik maddenin gelişmiş gömülmesi. Her iki faktör de metan üreten mikropların geliştiği ve metan salınımını yükselttiği bir ortam yarattı.
Bu metan salınımının Dünya iklimi ve ekosistemleri üzerinde basamaklı etkileri vardı. Metan’ın güçlü radyasyon zorlaması – atmosferdeki ısıyı yakalama yeteneği – olay sırasında küresel ısınmayı 2 ° C’den fazla amplifiye etti. Bu sıcaklık artışı, T-OAE’nin ayırt edici özelliği olan daha fazla okyanus deoksijenasyonunu sürdü. Önemli bir şekilde, bu iklim ve oşinografik değişiklikler, deniz biyolojik çeşitlilik kaybının atımlarıyla çakıştı, bu da epizodik metan salınımının olay sırasında hem iklim istikrarsızlığı hem de yok olma kritik bir itici güç olarak hareket ettiğini gösterdi.
Bu çalışma, T-OAE’nin zamanlamasını ve şiddetini kontrol eden baskın faktör olarak darbeli biyojenik metan emisyonlarını vurgulamaktadır. Araştırmacılar, Dünya sisteminin hızlı karbon salınımı ve geri bildirim odaklı iklim değişikliğine karşı savunmasızlığını vurguladığını ve mevcut ve gelecekteki iklim risklerini anlamak için değerli bağlam sunduğunu belirtti.
Çalışma, Peking Üniversitesi, Leeds Üniversitesi, Waikato Üniversitesi ve diğer kurumlardan araştırmacılarla işbirliği içinde gerçekleştirildi.
