Золото дураков - это разговорное название пирита, часто встречающегося минерала, который образует золотые кубы в виде кристаллов, но имеет черный цвет, когда мелко распределяется в океанских отложениях. При контакте с воздухом пирит окисляется и образует кислоту, которая, в свою очередь, растворяет карбонатные минералы и выделяет в атмосферу углекислый газ, вызывающий парниковый эффект (CO2). Мартин Келлинг из MARUM изучил последствия выветривания пирита в контексте изменений уровня моря, связанных с ледниковыми циклами. Его расчеты основаны на том факте, что во время ледников уровень моря был более чем на 100 метров ниже, чем сегодня. При таком низком уровне моря более 20 миллионов квадратных километров современного шельфа подверглись воздействию атмосферного кислорода, что привело к крупномасштабному выветриванию пирита и выбросу CO2 в атмосферу.
По сравнению с сегодняшним антропогенным выбросом CO2, ледниковый выброс, вызванный пиритом, был небольшим, но значительным, на том же уровне, что и вулканический CO 2 выбросы. «В глобальном масштабе этого количества достаточно, чтобы повлиять на климатическую систему», - говорит Келлинг. Тем более, что выбросы CO2 систематически происходили до окончания ледниковых периодов. «Основываясь на наших расчетах, мы подозреваем, что этот процесс помог положить конец ледникам. Выветривание пирита могло быть до сих пор игнорируемым процессом, который косвенно контролирует таяние ледников посредством парникового эффекта и, таким образом, способствует быстрому повышению уровня моря, что знаменует конец ледниковый период.
Для модели Келлинг проанализировал и сравнил опубликованные уровни CO2 и реконструкции уровня моря за последние 800 000 лет. За исключением фаз очень низкого уровня моря во время ледников, Келлинг и его коллеги обнаружили, что уровень моря и углекислый газ удивительно хорошо коррелируют: если уровень моря поднимается на один метр, содержание CO2 увеличивается на 0,001 промилле. За последние 800 000 лет уровень моря был тесно связан с уровнем углекислого газа.
Когда уровень моря повышается после ледникового периода, континентальный шельф постепенно снова покрывается водой, и новый пирит может образоваться в верхних слоях отложений в результате распада органического вещества. Однако продолжительности теплых периодов обычно недостаточно для «восполнения» исходного содержания пирита на шельфе. По этой причине, согласно Келлингу и его сотрудникам, так называемый фронт выветривания пирита, слой на континентальном шельфе, где пирит окисляется во время оледенения, с каждым оледенением мигрировал все дальше вниз. В результате уровень моря, при котором начинается эффективное выветривание пирита, смещается вниз. По словам Кёллинга, этот фронт в настоящее время находится примерно на 90 метров ниже современного уровня моря.
Модель Кёллинга рассчитывает выброс CO2, вызванный пиритом, как функцию уровня моря за последние три миллиона лет. Это также объясняет увеличение продолжительности ледниковых циклов. С 1970-х годов ученые задавались вопросом, почему около миллиона лет назад продолжительность циклов ледникового периода увеличилась примерно с 41 000 лет до 80 000-120 000 лет. Известно, что наклон земной оси, меняющийся с периодом 41 000 лет, оказывает сильное влияние на климат Земли. Поскольку не существует убедительной теории, объясняющей, почему не все циклы наклона за последний миллион лет вызвали возврат к теплому периоду, большинство ученых предполагают, что миллион лет назад астрономический цикл с периодом около 100 000 лет приобрел значение для климат Земли. Циклы такой продолжительности существуют, но их прямое влияние на климат Земли довольно мало, и миллион лет назад не было принципиального изменения астрономических условий.
Модель Кёллинга дает теперь новое объяснение: около миллиона лет назад фронт выветривания пирита в шельфовых отложениях по всему земному шару мигрировал так далеко вниз, что падение уровня моря в течение одного цикла наклона Земли было уже недостаточно. обнажить глубинный пирит на шельфе. Таким образом, выброс углекислого газа при выветривании пирита не происходил. Атмосфера недостаточно прогрелась, и без теплого периода климатическая система вступила во второй холодный цикл с наклонным темпом. Это привело к падению уровня моря настолько, что началось глубокое выветривание пирита, которое способствовало возвращению к теплому периоду.