Atmosférický oxid uhličitý (CO2) je kľúčovým skleníkovým plynom Zeme, ktorý ovplyvňuje klimatické a životné podmienky na súši, ako aj v oceánoch. Jeho úloha nám je pri súčasných klimatických zmenách pomerne dobre známa, no jeho dlhodobé pôsobenie v geologickej minulosti bolo doteraz slabo zdokumentované, pretože rekonštrukcia dávneho CO2 na základe horninového záznamu nie je jednoduchá. Medzinárodný tím vedcov vedený Slovenkou Hanou Jurikovou z University of St. Andrews v Škótsku po prvý raz objasnil úlohu oxidu uhličitého pri dlhodobom zaľadnení Zeme na konci prvohôr a priniesol odpovede na otázky, za akých podmienok sa svet z tejto ľadovej doby dostal.
„Zistili sme, že Permo-karbónske zaľadnenie (tzv. Late Paleozoic Ice Age, v období medzi 370 až 294 miliónmi rokov) malo dlhodobo nízke hodnoty CO2 (~200-300 ppm). Atmosférický CO2 potom náhle stúpol počas raného permu (pred 294 miliónmi rokov) v dôsledku rozsiahlych vulkanických erupcií, čím sa planéta ohriala a ľad sa roztopil,“ vysvetľuje Dr. Hana Jurikova, hlavná autorka štúdie.
Kombináciou izotopov bóru s izotopmi stroncia, uhlíka a kyslíka zachovaných v kalcitových schránkach fosílnych ramenonožcov vedecký tím dokázal vypočítať, koľko CO2 bolo v minulosti v atmosfére Zeme a ako sa jeho hodnoty menili. Tieto živočíchy sa objavili už v kambriu a dodnes obývajú morské prostredia. Svoje kalcitové schránky vyzrážavajú v čiastočnej rovnováhe s chemickým zložením morskej vody a ich geochemické zloženie je tak excelentným indikátorom klimatických podmienok počas dávnej minulosti.
Na výskume spolupracovala vedkyňa s kolegami z ďalších ôsmich univerzít a inštitúcií po celom svete, vrátane Slovenskej akadémie vied. „Koniec Permo-karbónskeho zaľadnenia predstavoval zlomový bod vo vývoji suchozemských a morských ekosystémov. Teraz vieme, že k tomuto prechodu významne prispel atmosférický CO2,“ hovorí Dr. Adam Tomašových z Ústavu vied o Zemi SAV, v. v. i., spoluautor štúdie.
CO2 zohráva v atmosfére kľúčovú úlohu, pretože absorbuje infračervené žiarenie, a tak otepľuje atmosféru, takže pri náraste atmosférického CO2 sa klíma Zeme otepľuje. Nízke atmosférické hladiny CO2 počas karbónu a raného permu významne prispeli k vzniku rozsiahlej ľadovej doby, zatiaľ čo zvýšené CO2 na začiatku permu viedlo ku globálnemu otepľovaniu a roztopeniu ľadovcových príkrov. Ako ukázalo obdobie neskorých prvohôr, určité množstvá CO2 sú nevyhnutné na udržanie obývateľnosti planéty a na zabránenie jej zamrznutiu, ale výrazné zvýšenie CO₂ spôsobilo globálne otepľovanie a nárast hladiny morí a môže spôsobiť to isté aj v budúcnosti.
Nová štúdia bola začiatkom januára publikovaná v prestížnom vedeckom časopise Nature Geoscience a po prvý raz odhalila dôležitú časť geologického záznamu, ktorá zachytáva jednu z najväčších klimatických premien počas dlhodobej histórie Zeme. Poskytuje zásadný dôkaz o tom, že CO2 ovplyvňoval klimatické a životné podmienky na Zemi počas stoviek miliónov rokov.
Rapid rise in atmospheric CO2 marked the end of the Late Palaeozoic Ice Age. Nature Geoscience 18, 91–97 (2025). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01610-2.
tisková zpráva Slovenské akademie věd