Даниел Ротман работи на последния етаж на Департамента по земни, атмосферни и планетарни науки на Масачузетския технологичен институт — една голяма бетонна сграда с изглед към река Чарлз в Кеймбридж. По образование математик, Ротман изследва сложни системи и е открил убедителен обект на изследване в поведението на Земята. По-конкретно, той проучва въглеродния цикъл на планетата в далечното минало, особено по време на редки моменти, в които той е бил изведен от равновесие и е започнал неконтролируема спирала, отнела стотици хиляди години за възстановяване.
Тъй като целият живот на Земята е въглероден, големи смущения във въглеродния цикъл са по-добре известни като масови измирания. През последните десетилетия геолозите направиха тревожно откритие: много от масовите измирания на Земята — включително най-катастрофалното — не са причинени от сблъсъци с астероиди, както се смяташе, а от масивни вулканични изригвания, освободили катастрофални количества CO₂ в атмосферата и океаните.
Ако твърде много CO₂ се освободи твърде бързо, това може да претовари въглеродния цикъл и да задейства планетарна обратна връзка. Естествените процеси на Земята тогава могат да усилят проблема, освобождавайки още повече въглерод и изпращайки климата в опустошителна спирала, която продължава 100 000 години, преди да се върне стабилността. Няма значение дали нивата на CO₂ първоначално са високи или ниски — важното е скоростта на промяната. Бързото нарастване може да доведе до катастрофа.
Въглеродният цикъл нормално обработва бавното, steadily освобождаване на CO₂ от вулканите в продължение на милиони години, премествайки въглерода между въздуха, океаните и живите същества, преди той евентуално да се върне обратно в Земята. Но ако огромно количество въглерод се освободи за много кратко време — по-бързо, отколкото планетата може да абсорбира — това може да задейства верижна реакция, далеч по-разрушителна от първоначалното събитие. Може да съществува критичен праг, който разделя обикновените затоплящи събития, към които животът може да се адаптира, от неконтролируемите масови измирания.
Въпреки че са изминали повече от 60 милиона години, откакто Земята за последен път пресече такъв праг, изследванията на Ротман предполагат, че сега насочваме планетата по същия опасен път. Щом пресечем тази граница, масово измиране може да стане неизбежно, дори ако отнеме хиляди години, за да се разгърне напълно.
През историята на Земята е имало само няколко начина за освобождаване на огромни количества въглерод от земната кора в атмосферата: редки, масивни вулканични събития, случващи се на всеки около 50 милиона години, и — доколкото знаем — индустриалният капитализъм, който се е случил само веднъж.
Масовите измирания не са просто много лоши събития. Те не са разрушаващи цивилизацията пандемии като COVID-19, която отне живота на по-малко от 1% от един приматски вид. Те не са като загубата на една четвърт от растителността в света или обледеняването, което стерилизира голяма част от Северна Америка преди 20 000 години. Дори не са като изригванията на супервулкани, които — макар и способни да опустошат модерното общество — не са оказали траен ефект върху глобалното биоразнообразие. Всичко това са част от нормалните предизвикателства на живота на Земята. Животът вече е преживявал подобни неща. Ако беше уязвим към обичайните смущения, които са част от ежедневието на вулканична планета. Но макар Земята да е издръжлив свят, устойчив на всякакви немислими стресори, които редовно претърпява, на всеки 50 до 100 милиона години се случва нещо наистина катастрофално. Това са големите масови измирания, когато условията на повърхността на планетата стават толкова враждебни навсякъде, че надминават способността на почти целия сложен живот да се адаптира.
Пет пъти в историята на животинския живот това опустошение е достигнало — и в един случай далеч надхвърлило — донякъде произволния праг на унищожаване на 75% от видовете на Земята, спечелейки си титлата "голямо масово измиране". Палеонтолозите ги наричат Големите пет, въпреки че фосилният архив също сочи десетки други, по-малко тежки масови измирания. Най-скорошното от Големите пет удари преди 66 милиона години, една глобална катастрофа, достатъчно тежка, за да сложи край на владичеството на гигантските динозаври.
То остави след себе си кратер с ширина 110 мили, открит през 1978 г. под полуостров Юкатан в Мексико от геофизици, работещи за държавната петролна компания Pemex. Размерът и формата на кратера показаха, че астероид с ширина шест мили мигновено изсипа дупка с дълбочина 20 мили в земята. Три минути по-късно, изключително временен планински масив от експлодиращ разтопен гранит с височина 10 мили се надигна нагоре. В хаоса, 76% от животинските видове бяха унищожени.
В сравнение, щетите, които хората нанесоха на останалия жив свят, са относително скромни засега, като се смята, че са отговорни за по-малко от 10% от изчезналите видове. Поне засега. Според влиятелно проучване в Nature от 2011 г. на палеобиолога Антъни Барноски, ако продължим с настоящия си темп на измиране, бихме могли да ескалираме от вече тревожния ни уровень — малко масово измиране — до шестото голямо масово измиране за едва три века или дори 11 330 години. За бъдещите геолози това би изглеждало неразличимо от сблъсък с астероид. Още по-тревожно, по пътя може да има точки на преобръщане, където останалите видове в света изчезват почти всички едновременно, като възли в електропреносна мрежа, които отпадат заедно по време на срив.
Имайки предвид колко опустошитечно е въздействието на човека върху биосферата досега, е плашещо да се помисли, че най-лошото от нашето масово измиране може все още да е напред.
Един период от историята на нашата планета се откроява като изключително поучителен — и изключително хаотичен, нестабилен и смъртоносен — що се отнася до претоварването с CO2. Преди 300 милиона години Земята многократно загуби контрол над въглеродния си цикъл и претърпя 90 милиона години масови измирания, включително две от най-лошите глобални катастрофи за всички времена, и двете причинени от CO2. В един случай планетата почти загина. Палеонтологът Пол Уигнал я описа като подпаднала под "климат на несравнима злонамереност". В самия край на пермския период, преди 252 милиона години, от Сибир изригна достатъчно лава и се просмука в земната кора, за да погребе долните 48 щата на САЩ под километър скала.
Километър дълбочина.
Останките от тези древни лавови потоци са известни като Сибирските трапи. Днес те образуват впечатляващи речни каньони и плата от черна скала в отдалечената бореална пустош на Русия. Изригванията, които ги създадоха, някога покриващи Сибир с 2 милиона квадратни мили пушещ базалт, принадлежат към един рядък клас гиганти, наречени Големи магмени провинции (LIPs).
LIPs са далеч най-опасните явления в историята на Земята, с далеч по-катастрофална история от астероидите. Тези веднъж на ера, убиващи планетите вулкани са напълно различни от типичните изригвания като Тамбора, Маунт Рейниър или Кракатау — или дори Йелоустоун. Представете си, ако Хаваите се беше формирал не в продължение на десетки милиони години, разпръснати из Тихия океан, а всички наведнъж в кратко, яростно избухване.За по-малко от милион години, и всички в един регион — понякога дори пробивайки центровете на континентите — тези масивни вулканични събития, известни като Големи магмени провинции (LIPs), са драматичното напомняне на Земята, че нашата тънка скалиста кора и деликатният слой живот върху нея почиват над бушуващ, безразличен планетарен двигател. Тук огромни потоци скала влачат цели океански плочи надолу към ядрото на планетата, за да бъдат унищожени и пресъздадени. Когато този процес е нарушен, LIPs изригват като тектонична индижестия, заливайки обширни области с вулканична скала. Ако тези изригвания са достатъчно големи и бързи, те могат да опустошат света.
В края на пермския период, по време на най-голямото масово измиране в историята, тези изригвания биха произвели ужасяващи експлозии, вероятно причинявайки кратки вулканични зими и киселинни дъждове. Имаше широкоразпространено отравяне с живак, заедно с токсични флуорни и хлорни газове — подобно на това, което задуши войниците в окопите на Първата световна война. Най-важното и катастрофално за живота е, че изригванията освободиха променящо планетата количество въглероден диоксид.
Интересното е, че с това датирането на сибирската лава става все по-точно, сега знаем, че масовото измиране не е започнало до 300 000 години след началото на изригванията — след като две трети от лавата вече бяха залили северната част на Пангея с мили дебели скали. Това е объркващо. Вулканите бяха изхвърляли обичайната си смъртоносна смес в продължение на стотици хиляди години, далеч надхвърляйки съвременното индустриално замърсяване. Щеше да има безброй яростни експлозии и разяждащи бури от киселинен дъжд. Все пак животът продължи; биосферата е устойчива. Така че защо, след толкова продължително опустошение, животът внезапно се срина по целия свят, дори в най-дълбоките океани на отсрещната страна на планетата?
Какво причини масовото измиране? "Можете да изключите лавите", казва Сет Бъргъс, геолог от Геологичната служба на САЩ. Но нещо в тези сибирски вулкани трябва да се е променило драматично след 300 000 години, задействайки глобален срив. И така, какво беше това?
Планетата започна да изгаря собствените си изкопаеми горива.
Резултатът беше масивен приток на въглерод, който претовари регулиращите системи на Земята и изведе климата от равновесие.
Вулканите естествено отделят значителен CO₂ — до 40% от газовете от отдушник може да са въглероден диоксид. Но след векове повърхностна активност, нещо далеч по-опасно започна да ферментира под земята. Огромни, 300-метрови пластове магма, неспособни да достигнат повърхността, се разпространиха настрани през дълбоки скали като светещи корени, нагрявайки всичко по пътя си. Тогава условията станаха катастрофални.
Тези подземни магмени интрузии прогориха осеммилна дебелина стена от древна руска скала в Тунгуския басейн. Тази геологична наслагвка включваше останки от стари солени flatове и пясъчници, но по-важно — богат на въглерод варовик, находища на природен газ от древни морета и въглища от минали епохи. При контакт, магмата запали тези изкопаеми горива и богати на въглерод скали, задействайки масивни газови експлозии, които раздробиха надлежащата скала. На повърхността, кратери с ширина половин миля изригнаха, освобождавайки гигатони въглероден диоксид и метан в атмосферата.
След стотици хиляди години типични повърхностни изригвания, вулканите зап
