Войти
Гипотеза CLAW предлагает петлю отрицательной обратной связи, которая действует между океаном. экосистемы и климат Земли . Гипотеза конкретно предполагает, что конкретный фитопланктон, который продуцирует диметилсульфид, реагирует на изменения климатических воздействий, и что эти реакции действуют для стабилизации температура атмосферы Земли. Гипотеза CLAW была первоначально предложена Робертом Джеем Чарлсоном, Джеймсом Лавлоком, Мейнрат Андреэ и Стивеном Уорреном, и заимствует его акроним по первой букве их фамилий.
Схематическая диаграмма гипотезы CLAW (Чарлсон и др., 1987) Гипотеза описывает петлю обратной связи, которая начинается с увеличения доступной энергии от солнца, действующего для увеличения скорости роста фитопланктона. за счет либо физиологического эффекта (из-за повышенной температуры), либо усиленного фотосинтеза (из-за повышенной освещенности ). Определенный фитопланктон, такой как кокколитофориды, синтезирует диметилсульфониопропионат (DMSP), и их усиленный рост увеличивает продукцию этого осмолита. В свою очередь, это приводит к увеличению концентрации продукта его распада, диметилсульфида (DMS), сначала в морской воде, а затем в атмосфере. ДМС окисляется в атмосфере с образованием диоксида серы, и это приводит к образованию сульфатных аэрозолей. Эти аэрозоли действуют как ядра конденсации облаков и увеличивают количество облачных капель, что, в свою очередь, увеличивает содержание жидкой воды в облаках и облачной области. Это приводит к увеличению альбедо облаков, что приводит к большему отражению падающего солнечного света и уменьшению воздействия, которое инициировало эту цепочку событий. На рисунке справа показана сводная принципиальная схема . Обратите внимание, что контур обратной связи может работать в обратном направлении, так что снижение солнечной энергии приводит к уменьшению облачности и, таким образом, к увеличению количества солнечной энергии, достигающей поверхности Земли.
Важной особенностью описанной выше цепочки взаимодействий является то, что она создает цикл отрицательной обратной связи, в результате чего изменение климатической системы (увеличение / уменьшение поступления солнечной энергии) в конечном итоге нейтрализуется и подавляется петлей. Таким образом, гипотеза CLAW представляет собой пример гомеостаза или сложной адаптивной системы планетарного масштаба, согласующийся с гипотезой Гайи, сформулированной одним из первоначальных авторов книги. гипотеза CLAW, Джеймс Лавлок.
Некоторые последующие исследования гипотезы CLAW обнаружили доказательства, подтверждающие ее механизм, хотя это не однозначно. Другие исследователи предположили, что механизм, подобный CLAW, может работать в серном цикле Земли без необходимости в активном биологическом компоненте. В обзорной статье 2014 года модель подверглась критике за то, что она является чрезмерным упрощением и что эффект может быть намного слабее, чем предполагалось.
Схематическая диаграмма гипотезы против когтей ( Лавлок, 2006) В своей книге Месть Гайи 2006 года Лавлок предположил, что вместо обеспечения отрицательной обратной связи в климатической системе компоненты гипотезы КОГО могут действовать, создавая положительную петля обратной связи.
В условиях будущего глобального потепления повышение температуры может расслоить мировой океан, уменьшая поступление питательных веществ из глубин океана в его продуктивная эвфотическая зона. Следовательно, активность фитопланктона будет снижаться с одновременным падением продукции DMS. В противоположность гипотезе CLAW, это снижение производства ДМС приведет к уменьшению ядер конденсации облаков и падению альбедо облаков . Следствием этого будет дальнейшее потепление климата, которое может привести к еще меньшему производству ДМС (и дальнейшему потеплению климата). На рисунке справа показана общая схематическая диаграмма.
Доказательства гипотезы против CLAW ограничены неопределенностями, аналогичными неопределенностям петли обратной связи цикла серы в гипотезе CLAW. Однако исследователи , моделирующие будущую первичную продукцию в океане, обнаружили свидетельства снижения добычи с увеличением стратификации океана, оставляя открытой возможность существования такого механизма.
