The Paleocene-Eocene Thermal Maximum ( engelska Paleocene-Eocene Thermal Maximum , Initial Eocene Thermal Maximum , förkortning PETM eller IETM ) är en geologisk händelse som inträffade för omkring 55 miljoner år sedan [1] [2] , på gränsen till paleocen och Eocen , och uttryckt i en kraftig uppvärmning av jordens klimat , en betydande förändring i atmosfärens sammansättning och utrotningen av vissa arter. Det paleocen-eocena termiska maximumet är en av de mest betydande plötsliga klimatförändringarna i fanerozoikens geologiska historia , som varade i cirka 200 tusen år.
Det paleocen-eocena termiska maximumet manifesterade sig både i en kraftig ökning av temperaturen på kontinenternas yta och i de övre lagren av havet, och i en förändring i den isotopiska sammansättningen av atmosfäriskt kol , en förändring i sedimentation och utrotningen av ett antal arter.
Enligt paleoklimatiska rekonstruktioner ökade temperaturen på kontinenterna med 8 °C under denna händelse. Vattentemperaturen i den tropiska zonen var 20 ° C, vilket är 1,5 ° C mer än det nuvarande värdet; i de arktiska haven var uppvärmningen mycket större, och temperaturökningen i Ishavets ytvatten kunde vara upp till 10 °C.
Det termiska maximumet manifesterade sig tydligast i kolisotopsammansättningen av karbonatavlagringar, där förhållandet 13 C/ 12 C först mycket snabbt minskade med 2–2,5 ‰ och sedan återgick till det normala under cirka 150–200 tusen år. Förändringen i kolisotopsammansättningen rekonstrueras från brunnar i oceaniska sediment. Noggrannheten hos isotopiska metoder för att bestämma avsättningarnas absoluta ålder är otillräcklig för att bestämma så korta tidsintervall, och eftersom hela varaktigheten av det paleocen-eocena termiska maximumet är 200 tusen år, är det fortfarande omöjligt att bestämma händelsens historia i absoluta tidsvärden.
Under det termiska maximumet nådde halten av koldioxid i atmosfären 2–3 ‰ (det vill säga 5–8 gånger mer än det nuvarande värdet, 400 ppm ), och det mesta löstes i havsvatten, vilket ökade dess surhet . Som ett resultat började karbonatskal av döende plankton att lösas upp i vatten utan att nå botten; därför, i sedimentära sektioner, manifesteras det termiska maximumet genom att vita karbonatavlagringar ersätts med röda leror, som, efter att de är färdiga, återigen ersätts genom karbonatavlagringar.
Förändringen i kolisotopsammansättningen under paleocen-eocen termiskt maximum kan förklaras av omfördelningen av kol från den terrestra biosfären till haven och atmosfären, eftersom alla levande varelser har en kolisotopsammansättning förskjuten mot den lätta isotopen. Men i det här fallet, för att förklara den enorma avvikelsen av kolets isotopsammansättning från det normala tillståndet, krävs det att på ett ögonblick överföra till atmosfären och haven en mängd kol som motsvarar innehållet i hela den moderna biosfären, inklusive jordar. En modell av en skarp övergång av metan från kristallina hydrater till atmosfären och havet ser mycket mer realistisk ut. Enligt uppskattningar kräver bildandet av den observerade isotopiska anomin att endast en tredjedel av metanen bunden i form av kristallina hydrater sönderfaller.
Kristallina hydrater är specifika föreningar av vatten och kolväten i vilka gaser tränger in i isstrukturens håligheter . De blir instabila vid förhöjda temperaturer och kan sönderfalla explosivt.
Som med de flesta klimatförändringar är orsakssambandet i detta fall oklart. Kristallina hydrater blir instabila med stigande temperatur - sålunda kan deras sönderfall utlösas av en kraftig uppvärmning på planeten. Å andra sidan är metan en gas med stark växthuseffekt , och en ökning av dess koncentration i själva atmosfären kan orsaka global uppvärmning .
Den kraftiga temperaturökningen på jorden, som skedde för cirka 55,5 miljoner år sedan, då den genomsnittliga lufttemperaturen nära jordytan och temperaturen i havets övre skikt steg med cirka 5-8°C, kunde enl. Amerikanska forskare, med fall av en komet eller meteorit [3] [4] [5] [6] .
Dessutom motsvarar de geologiska data från denna händelse den "siluriska hypotesen" om spåret som en industriell civilisation skulle kunna lämna på jorden [7] .
Det termiska maximumet motsvarar storskaliga förändringar i planetens klimat och sammansättningen av dess övre geosfärer . De påverkade också biosfären. På gränsen mellan paleocen och eocen inträffade en betydande utrotning av arter. Primitiva däggdjur försvann , de ersattes av däggdjur av modern typ, alla i en mindre storleksklass. Samtidigt dog från 30 till 40 % av djuphavsformaminifererna ut .
Av särskilt intresse är sedimentationseffekterna av denna händelse och hur jorden återgick till det normala efter det. Kolisotopanomin började minska exponentiellt och försvann efter cirka 150 tusen år. Denna tid är jämförbar med den moderna tiden för avsättning av oceaniskt kol i sedimentära bergarter. Kolanomalin är förknippad med en betydande ökning av avsättningen av biogent barium , på grundval av vilken S. Baines et al föreslog år 2000 att havens produktivitet ökade som svar på ökade erosionsprocesser på kontinenterna och en ökning av avdriften av vittringsprodukter till haven [8] . Således illustrerar det paleocen-eocena termiska maximumet inte bara en kraftig förändring i atmosfärens temperatur och sammansättning, utan också mekanismen för planetens efterföljande svar, som utjämnar dessa förändringar.