Koralowce budują swoje szkielety z węglanu wapnia. Ubocznym produktem tej rafotwórczej działalności jest dwutlenek węgla, znany z wywoływania efektu cieplarnianego.

Także niektóre gatunki planktonu budują swoje skorupki z węglanu wapnia, a po ich śmierci minerał ten opada na dno morza. Jeśli duże obszary płytkiego morza pokrywają się koralowcami, jony wapniowe i węglanowe, które normalnie byłyby pobierane przez plankton głębinowy, nie są już dla niego dostępne.

Gdy rafy koralowe są mniej rozległe, w oceanie gromadzi się wapń, plankton staje się bardziej produktywny, więcej węglanu gromadzi się też w głębinach morskich, co przyczynia się do obniżenia poziomu CO2 i temperatury.

Tristan Salles z University of Sydney (Australia) i jego zespół współpracujący z L'Université Grenoble Alpes (Francja) opracowali model wzajemnego oddziaływania pomiędzy żyjącymi w płytkich wodach koralowcami a planktonem głębinowym na przestrzeni ostatnich 250 milionów lat, uwzględniając rekonstrukcje tektoniki płyt, symulacje klimatyczne oraz zmiany dotyczące osadów spływających do morza.

Jak się okazało, równowaga pomiędzy koralowcami a planktonem zostawała zaburzona, gdy tektonika płyt i geomorfologia doprowadziły do okresów, w których pojawiały się rozległe obszary płytkiego szelfu kontynentalnego - idealne siedlisko dla koralowców budujących rafy.

W ciągu ostatnich 250 milionów lat wystąpiły trzy główne okresy, w których cykl węglowy został poważnie zaburzony. Chodzi o środkowy trias (247 do 237 milionów lat temu), środkową jurę (175 do 161 milionów lat temu) i późną kredę (100 do 66 milionów lat temu). Istniały wtedy rozległe rafy koralowe zużywające ogromne ilości węglanu wapnia, co doprowadziło do znacznego wzrostu temperatury morza.

Jak zaznaczają autorzy (DOI: 10.1073/pnas.2516468122), kiedy równowaga pomiędzy płytkowodnymi rafami koralowymi a planktonem głębinowym ulega zaburzeniu, jej przywrócenie może zająć setki tysięcy, a nawet miliony lat. „Nawet jeśli systemowi uda się odbudować po ogromnym kryzysie, przywrócenie równowagi będzie trwało naprawdę długo, znacznie dłużej niż ludzkie skale czasowe” – wskazał prof. Salles.

Obecnie emisje CO2 powodowane przez człowieka powodują globalne ocieplenie i zakwaszanie oceanów w niespotykanym dotąd tempie, co zabija zarówno koralowce, jak i plankton. Konsekwencje takiego stanu rzeczy są na razie nieznane, ale mogą być katastrofalne. Tempo współczesnych zmian jest zdecydowanie zbyt szybkie, aby sprzężenia zwrotne dotyczące węglanu wapnia miały porównywalne znaczenie jak w przeszłości.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ agt/