Záhada paleocenního uhlíku

Zhruba před 55 miliony let, na rozhraní paleocénu a eocénu (tedy v nejstarších třetihorách), došlo k náhlému zvýšení průměrné globální teploty, které trvalo zhruba 170 tisíc let. Této klimatické události říkáme „paleocén-eocenní termální maximum“ a zajímá nás, protože během méně než deseti tisíc let teplota stoupla nejméně o 5 °C, což odpovídá těm nejhorším scénářům pro 21. století.

Jak tomuto náhlému oteplení rozumíme a co jej způsobilo? Na oteplení usuzujeme jednak ze změn izotopového složení uhlíku a kyslíku, jednak z posunu kompenzační hloubky, což je hloubka, při které se v moři usazují karbonáty. Směrem dolů je omezena tlakem vody, jímž je karbonát rozpouštěn, směrem nahoru je limitována acidifikací mořských vod způsobenou rozpouštěním oxidu uhličitého. V reálném geologickém záznamu to znamená, že při poklesu kompenzační hloubky se většinou usazují místo vápenců břidlice. Změny izotopového složení se netýkají jenom mořských karbonátů, ale také fosilních půd, tedy mořského i pevninského prostředí.

Kromě geochemických a sedimentačních změn se dále můžeme opřít o biologické indikátory, jako je šíření subtropických bičíkovců nebo vymírání chladnomilného bentosu. Paleocenní oteplení je tedy pečlivě dokumentováno několika navzájem se podpírajícími liniemi důkazů z různých částí světa. Diskuse se nevede o oteplení, ale o jeho příčinách a důsledcích. Jedním z nejzajímavějších možných důsledků této poměrně krátké klimatické události totiž je i vznik moderních řádů savců včetně primátů, přechodné zmenšování některých druhů savců a migrace velkých savců z Asie do Severní Ameriky.

Podle jedné hypotézy bylo toto teplotní maximum způsobeno uvolněním asi 2000 Pg (1 petagram = 10¹⁵ gramů) uhlíku do atmosféry. Pravděpodobný obsah oxidu uhličitého byl v té době nejméně 600–800 ppm, ¹⁾ což je zhruba úroveň, jíž dosáhneme koncem tohoto století. Jako o zdroji uhlíku se nejčastěji uvažuje o metanových hydrátech, ale tehdy jich bylo podstatně méně než dnes, protože mělká moře byla celkově teplejší. Množství uvolněného uhlíku bylo tak obrovské, že jako další možný zdroj připadá v úvahu jenom intenzivní vulkanizmus. Řešení je nejisté a nevíme ani, zda paleocenní klimatická událost je vhodnou analogií současného teplého období, protože skleníkový signál mohl být zesílen jiným tvarem souše a směry mořských proudů. Citlivost zemského systému vůči oxidu uhličitému mohla být větší než dnes.

Člověka mimoděk napadá otázka: Co když vypouštěním skleníkových plynů přispějeme v měřítku dalšího milionu let k rozvoji nové globální biodiverzity? V takovém případě by nás asi čekalo, že se nejprve radikálně zbavíme většiny starých ekosystémů, a pak necháme přežívající druhy, aby obsadily uvolněné niky, a přitom se specializovaly. Místo korálových útesů tak třeba získáme medúzové šelfy. (Pagani M. et al.: An ancient carbon mystery, Science 314, 1556–1557, 2006)