Током већег дела историје Земље, научници су посматрали споро разлагање силикатних стена као главни природни термостат планете. У овом процесу, кишница апсорбује угљен-диоксид (ЦО2) из ваздуха, слеће на откривене стене и постепено их раствара. Ослобођени угљеник и калцијум на крају теку у океане, где формирају сировине за шкољке и кречњачке гребене. Ови материјали закључавају угљеник у морско дно стотинама милиона година.
„Када се планета загреје, стене се брже обрађују и апсорбују више ЦО2дозвољавајући Земљи да се поново охлади“, објашњава Доминик Хулсе.
Ипак, било је тренутака када се планета потпуно заледила, прекривена ледом од пола до пола. Истраживачи примећују да се ово не може објаснити само временским утицајем стена, што значи да су друге силе морале бити укључене у ова драматична хлађења.
Кључни траг лежи у томе како океан складишти угљеник. Као атмосферски ЦО2 нивои расту и планета се загрева, више хранљивих материја као што је фосфор испира се у море. Ови хранљиви састојци потичу цветање алги које увлачи угљеник кроз фотосинтезу. Када алге угину, потону на дно океана, носећи тај угљеник са собом.
У топлијој клими, међутим, брз раст алги такође доводи до нижих нивоа кисеоника у води. Са мање кисеоника, фосфор има тенденцију да се рециклира, а не закопа у седименте. Ово ствара моћну повратну петљу: више хранљивих материја доводи до више алги, које троше више кисеоника док се разлажу, што заузврат ослобађа још више хранљивих материја. У исто време, велике количине угљеника постају заробљене у морским седиментима, на крају хладећи планету.
Годинама су Хулсе и Ридгвелл развијали напредни компјутерски модел Земљиног климатског система који укључује ове сложене интеракције. „Овај потпунији модел Земљиног система не стабилизује увек климу постепено након фазе загревања, већ може прекомерно компензовати и охладити Земљу далеко испод њене почетне температуре – процес који ипак може да потраје стотинама хиљада година. У компјутерском моделу студије ово може да изазове ледено доба. Само са силикатним временским условима нисмо били у могућности да симулирамо такве екстремне вредности“, објашњава Доминик Хулсе.
Њихови резултати сугеришу да када су нивои кисеоника у атмосфери били нижи, као што су били у далекој прошлости Земље, ове повратне информације о хранљивим материјама постале су јаче и могле су да изазову тешка ледена доба која су обележила рану геолошку историју.
Како људи данас додају више ЦО2 у атмосферу, планета ће наставити да се загрева. Али према моделу научника, то би дугорочно могло поново довести до прекорачења хлађења. Међутим, следећи догађај ће вероватно бити блажи, јер данашња атмосфера садржи више кисеоника него у далекој прошлости, што слаби повратне информације хранљивих материја.
„На крају крајева, да ли је заиста битно да ли је почетак следећег леденог доба 50, 100 или 200 хиљада година у будућности?“ пита Риџвел. „Морамо се сада фокусирати на ограничавање текућег загревања. То што ће се Земља природно охладити неће се догодити довољно брзо да нам помогне.“
Истраживање је добило подршку од МАРУМ-базираног Кластера изврсности „Дно океана – Земљин неоткривен интерфејс“. Хулсе сада има за циљ да користи модел да истражи како се Земља понекад изненађујуће брзо опоравила од прошлих климатских промена и како је дно океана играло улогу у тим опоравцима.
