Dávné oteplení podpořilo ryby. Dnes se oceán mění příliš rychle

Oteplení před 56 miliony let

Studie publikovaná v časopise Nature Communications se zaměřila na paleocénně-eocenní teplotní maximum, známé pod zkratkou PETM. Událost začala přibližně před 56 miliony let a patřila k nejvýraznějším oteplovacím epizodám mladších dějin Země. Teplota mořské vody tehdy vzrostla zhruba o 5 až 8 °C. Změna nebyla okamžitá. Celá epizoda včetně postupného odeznění přebytku uhlíku trvala podle dostupných odhadů přibližně 100 000 až 150 000 let. Výzkumníci zkoumali fosilní zbytky ryb, především drobné zuby a šupiny zachované v hlubokomořských sedimentech tropického Atlantiku a Pacifiku. Jejich množství se během vrcholu oteplení zvýšilo. Z toho autoři odvozují, že rybí produktivita v některých oblastech vzrostla přibližně dvojnásobně až trojnásobně. Takový výsledek se liší od jednoduchého předpokladu, že oteplení a úbytek kyslíku musí vždy vést k poklesu mořské produktivity. Reakce oceánu závisí na dostupnosti živin, proudění, chemickém složení vody a na tom, jak se změní potravní síť.

Uhlík padal do hlubiny

Růst rybí biomasy souvisel s takzvanou biologickou pumpou. Jde o soubor procesů, při kterých organismy v horních vrstvách oceánu zachycují oxid uhličitý a část uhlíku dopravují do hlubší vody. V současnosti biologická pumpa každoročně přesune do nitra oceánu přibližně 10,2 gigatuny uhlíku (celkem asi 1 300 gigatun za průměrných 127 let). Pokud by biologická pumpa vůbec nefungovala, koncentrace CO₂ v atmosféře by byla přibližně o 400 ppm vyšší než dnes. Na začátku celého řetězce stojí fytoplankton. Pomocí fotosyntézy vytváří z oxidu uhličitého organickou hmotu. Ta se dostává do potravního řetězce, případně odumírá a klesá ve formě částic. Zbytky organismů, výkaly zooplanktonu a další materiál se mohou spojovat do větších shluků, které klesají rychleji. Během cesty část uhlíku rozloží bakterie a uhlík se tím vrací do vody v rozpuštěné anorganické podobě. Pouze přibližně 1 % částic opouštějících povrchovou vrstvu dopadne až na mořské dno, kde může zůstat uloženo v sedimentech po miliony let. Podrobnější popis těchto procesů nabízí přehled o biologické pumpě. Ve zkoumaných tropických oblastech vzrostl během PETM export organického uhlíku do hlubiny přibližně o 50 až 100 %. Více ryb znamenalo také více odpadu, uhynulé biomasy a dalších částic, které se zapojily do transportu uhlíku pod povrchovou vrstvu oceánu. Nešlo však o trvalé odstranění uhlíku z planety. Hluboký oceán uhlík uchovává po dlouhou dobu, ale termohalinní cirkulace jej může po stovkách až tisících let znovu přenést k hladině.

Proč dávný výsledek nelze použít jako návod

Výzkum ukazuje možnou zápornou zpětnou vazbu. Teplejší oceán mohl v některých oblastech podpořit rybí produktivitu, větší export organické hmoty a postupné odčerpávání oxidu uhličitého do hlubiny. Tím se oteplení po dlouhé době mohlo zmírnit. Rychlost je však rozhodující. PETM probíhalo v řádu tisíců let a oceánské ekosystémy měly čas reagovat na změny teploty, živin i proudění. Současné oteplování způsobené lidskými emisemi probíhá mnohonásobně rychleji. Organismy proto nemusejí zopakovat stejnou reakci, i kdyby se některé podmínky podobaly. Studie také neříká, že teplejší oceány budou všude produktivnější. Fosilní záznam zachycuje konkrétní období a vymezené oblasti. V jiných částech oceánu mohlo dojít k úbytku kyslíku, změně druhového složení nebo poklesu produktivity. Zjištění o tropickém Atlantiku a Pacifiku nelze automaticky vztáhnout na celý svět. Dávný oceánský cyklus uhlíku se proto hodí především jako měřítko toho, jak může příroda na oteplení reagovat v dlouhodobém horizontu. Současná bilance je mnohem překotnější. Biologická pumpa sice dál odvádí uhlík z povrchu do hlubiny, její přirozená kapacita však sama o sobě tempo dnešních emisí nevyrovná a nepředstavuje rychlé řešení globálního oteplování.