В дополнение к изменениям в потоке осадочных отложений с суши в океан изменится также сам состав осадка. Из-за повышенного растворения CO2 в океане вследствие антропогенного выброса CO2 верхний слой океана закисляется (увеличение содержания H+ на 26 % или снижение pH на 0,1 с 19-го века) (Orr et al., 2005). Это приведёт к усилению процесса растворения CaCO3 в составе осадка, которое будет продолжаться, пока океан не сможет нейтрализовать это увеличение. Произойдут также существенные изменения в минералогии (Zalasiewicz et al., 2013; Hazen et al., 2017). Усиление выветривания на континентах также, вероятно, изменит соотношения стронция и осмия (то есть, соотношения 87Sr/86Sr и 187Os/188Os) (Jenkyns, 2010).
Как уже обсуждалось выше, содержание азота в реках увеличивается как следствие методов ведения сельского хозяйства. Это, в свою очередь, приводит к усилению деятельности микробов в прибрежной зоне океана, которая может исчерпать растворённый в толще воды кислород (Diaz & Rosenberg, 2008), а недавние обзоры указывают на снижение его содержания по всему миру уже примерно на 2 % (Ito et al., 2017; Schmidtko et al., 2017). Это, в свою очередь, приводит к расширению зон с минимальным содержанием кислорода, большему масштабу аноксии в океане и возникновению так называемых «мёртвых зон» (Breitburg et al., 2018). Поэтому для осадка в пределах этих областей будут характерны большее содержание органики и меньшая интенсивность биотурбации (Tyrrell, 2011). Окончательная степень распространения этих мёртвых зон неизвестна.
Кроме того, объёмы антропогенных потоков свинца, хрома, сурьмы, рения, металлов платиновой группы, редкоземельных элементов и золота в настоящее время значительно превышают их поступление из естественных источников (Sen & Peucker-Ehrenbrink, 2012; Gałuszka et al., 2013); это подразумевает, что будет наблюдаться резкий пик в потоке этих металлов в составе речного стока и, следовательно, их более высокая концентрация в прибрежных отложениях.
Фаунистическая радиация и вымирания
Последние несколько веков стали временем существенных изменений численности и распространения мелких животных, в частности, крыс, мышей и кошек, и т. д., что связано с исследованием человеком Земли и биотическим обменом. В настоящее время изолированные популяции почти везде во многих отношениях замещены этими чужеродными видами. Летопись окаменелостей, вероятно, отразит большую фаунистическую радиацию этих индикаторных видов в данной точке. В то же самое время много других видов уже вымерло или с большой вероятностью вымрет, и их исчезновение из летописи окаменелостей будет заметным. По прошествии многих миллионов лет в будущем вымирания крупных млекопитающих, которые произошли в конце последнего ледникового периода, также будут связаны с началом антропоцена.
Рис. 1. Схематические кривые стабильных изотопов углерода и температуры (или связанных параметров) на протяжении трёх периодов.
(a) Современная эпоха (от 1600 г. н. э. с проекцией до 2100 г.). Изотопы углерода взяты из морских губок (Böhm et al., 2002), а прогнозы — из Кёлера (Köhler, 2016). Температуры даны по Манну и др. (Mann et al., 2008) (реконструкции), GISTEMP (Hansen et al., 2010) (по данным измерений), и дан их прогноз до 2100 г. с использованием результатов Назаренко и др. (Nazarenko et al., 2015). Прогнозы подразумевают график изменения количества выбросов в соответствии со сценарием RCP8.5[5] (van Vuuren et al., 2011).
(b) Палеоцен-эоценовый термический максимум (55.5 млн. лет назад). Данные из двух кернов, полученных в рамках проекта DSDP[6] (589 и 1209B) (Tripati & Elderfield, 2004), использованы для оценки аномальных изотопных изменений; чтобы показать тенденции более отчётливо, применяется сглаживание по алгоритму LOESS с интервалом 200 тыс. лет назад. Изменения температур оценивались по наблюдаемому δ18O карбонатному с использованием стандартной калибровки (Kim & O’Neil, 1997).
(c) Океанское аноксическое событие 1a (около 120 млн. лет назад). Данные по изотопам углерода — из кернов La Bédoule и Cau палео-Тетиса (Kuhnt et al., 2011; Naafs et al., 2016), скомпонованы, как у Наафса и др. (Naafs et al., 2016) и выстроены в упрощённую модель в соответствии с возрастом. Данные от Alstätte (Bottini & Mutterlose, 2012) и с участка 398 из программы DSDP (Li et al., 2008) расположены на основании последовательности аномалий δ13C. Оценки изменений температуры получены по данным TEX86[7] (Mutterlose et al., 2014; Naafs et al., 2016). Обратите внимание, что ось Y во всех трёх случаях соответствует одинаковому диапазону отклонений, тогда как шкала времени значительно меняется.
5
Самый неблагоприятный сценарий изменения климата среди разработанных в рамках программы Coupled Model Intercomparison Project (CMIP).
6
DSDP (Deep Sea Drilling Project) — проект глубоководного бурения океанского дна, осуществлявшийся с 1968 по 1983 гг.
7
Индекс для оценки палео-температур, основанный на оценке количества остатков липидных мембран бактерий-архей.