Wkraczamy w stan cieplarni niewidziany od 50 mln lat

66 mln lat temu po tym, jak w powierzchnię Ziemi uderzyła ogromna asteroida, wyzwalając w zderzeniu energię miliarda bomb atomowych, całun pyłów i gazów z odparowanych skał pokrył niebo, ograniczając dostęp promieni słonecznych do powierzchni. Klimat się ochłodził, mocno ucierpiała też fotosynteza. W wyniku tego zdarzenia wyginęły rośliny, a następnie wiele gatunków zwierząt, w tym dinozaury. Kiedy na lądach trwało wymienianie, organizmy morskie zwane otwornicami rozmnażały się dalej, budując swoje solidne skorupy z węglanu wapnia, tak samo, jak miało to miejsce od setek milionów lat. Kiedy otwornice obumierały, ich ciała opadały na dno oceanu, w wyniku czego powstawały kolejne warstwy osadów z zapisaną w nich historią klimatu Ziemi.

Przez ostatnie dekady naukowcy badali te oceaniczne skamieniałości, zdobywając dzięki temu wiedzę na temat zmian temperatur oceanów przed milionami lat. Dzięki badaniom osadów można było uzyskać także informacje na temat stanu dawnego obiegu węgla na Ziemi, a tym samym ilości CO2 w atmosferze. Teraz, w nowym badaniu opublikowanym 10 września tego roku w czasopiśmie Science (Westerhold i in., 2020), naukowcy opublikowali rezultaty analizy składu chemiczny tysięcy próbek pobranych z dna morskiego, by w ten sposób stworzyć jak najbardziej szczegółowy obraz zmian klimatycznych w historii Ziemi.

Nowy artykuł w czasopiśmie Science, który zawiera wyniki prowadzonych od wielu lat badań dna oceanicznego, szczegółowo opisuje zmiany klimatyczne w całej epoce kenozoicznej – czyli okresie, który rozpoczął się 66 mln lat temu i trwa do dziś – od wymarcia dinozaurów po antropocen. Wyniki prac naukowców pokazują, w jaki sposób Ziemia przechodziła przez cztery rożne stany klimatyczne: gorący (Hothouse), ciepły (Warmhouse), chłodny (Coolhouse) i lodowcowy (Icehouse) – zmieniające się w odpowiedzi na zmiany w ruchu orbitalnym Ziemi, stężeniach gazów cieplarnianych w atmosferze czy wielkościowi czap lodowych na biegunach.

Rysunek 1. Zmiany średniej temperatury powierzchni Ziemi w ostatnich 66 mln lat względem średniej z okresu 1961-1990 wraz ze scenariuszami obecnej antropogenicznej zmiany klimatu. Następne 300 lat mogą być czasem bezprecedensowo szybkiej zmiany klimatu. Źródło. Kliknij aby powiększyć.

Wykres pokazuje liczne wahania temperatur, które na przestrzeni milionów lat układają się w trend spadkowy, kończący się serią zlodowaceń. Ale na końcu wykresu jest duża zmiana – temperatury nagle rosną, wykres pokazuje przy tym możliwe zmiany zależne od scenariuszy emisyjnych. Jak pokazują badacze, obecne tempo antropogenicznego ocieplenia klimatu znacznie przekracza naturalne zmiany z całej ery kenozoicznej. Ten krótki okres zaczyna się od stanu „Icehouse” – ostatniego zlodowacenia po „Warmhouse” lub w skrajnych scenariuszach nawet „Hothouse”.

Choć jeszcze teraz trudno w to uwierzyć, bo idzie jesień i zaczyną się przymrozki, to bez wątpienia klimat naszej planety gwałtownie przesuwa się w kierunku warunków cieplarnianych panujących dziesiątki milionów lat temu. „Teraz, gdy udało nam się uchwycić naturalną zmienność klimatu, widzimy, że przewidywane antropogeniczne ocieplenie zdecydowanie wykroczy poza nią”, powiedział współautor badania James Zachos, profesor nauk o Ziemi i planetach na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz. "Prognozy Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) na rok 2300 w scenariuszu Biznes-jak-zwykle przewidują, że globalna temperatura może dojść do poziomu, jakiego planeta nie widziała od 50 milionów lat".

W stronę cieplarni

W celu zilustrowania dawnych zmian klimatycznych, autorzy badania przedstawionego w Science badali skamieniałe muszle otwornic bentosowych (głębinowych) z dennych osadów oceanicznych pozyskanych za pomocą specjalnych odwiertów. Otwornice to po prostu mikroskopijny plankton, który pojawił się na Ziemi blisko miliard lat temu. Im głębiej naukowcy sięgają, tym starsze pozyskują okazy, w ten sposób dowiadują się o pradawnych zmianach klimatu Ziemi.

Analizie poddane zostały stosunki izotopów węgla i tlenu w skamieniałych pozostałościach otwornic. Stosunek izotopów tlenu 18O i 16O ujawnia nam, jak ciepła była woda morska w której plankton budował swoją skorupę. Im wyższy stosunek, tym zimniejsza woda. Z kolei stosunek węgla 13C do 12C pokazuje, ile organicznego węgla było dostępne dla mikroorganizmów. Tutaj wyższy stosunek koreluje z większą ilością gazów cieplarnianych takich jak CO2.

Zapis klimatyczny jest bardzo długi, obejmuje miliony lat. Dlatego też badacze musieli uwzględnić wpływ zmian orbitalnego ruchu Ziemi, co wpływa na ilość docierającego promieniowania słonecznego na różnych szerokościach geograficznych. Przede wszystkim chodzi o cykle Milankowicia. Okazało się, że zmiany orbity wpływały na zmiany klimatu, ale nie w znaczącym stopniu. Z analizy widać (podobnie jak z innych tego typu badań), że każda duża zmiana w klimacie związana była z wahaniem stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze.

Przykładowo, około 10 milionów lat po wyginięciu dinozaurów Ziemia przeskoczyła ze stanu ciepła (Warmhouse) do stanu gorąca (Hothouse). Mowa o hipertermicznym zdarzeniu klimatycznym, zwanym jako paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne (PETM), które miało miejsce 56 mln lat temu. W trakcie PETM doszło do wzrostu temperatury aż o 16oC powyżej współczesnej średniej. Dodał też, że spowodowane to było masowym uwolnieniem dwutlenku węgla do atmosfery, uważanym za wynik ogromnej erupcji wulkanów w Północnym Atlantyku, wzmocnionej przez emisje metanu z hydratów, będące odpowiedzią na początkowy wzrost temperatury oceanów. Analogiczna reakcja klimatyczna miała miejsce, gdy CO2 był stopniowo usuwany z atmosfery w ciągu następnych 20 milionów lat. Wtedy na Antarktydzie zaczął tworzyć się lądolód, a planeta weszła w fazę chłodu „Coolhouse”. Choć w tamtych czasach było i tak znacznie cieplej niż dziś, bo temperatura na Ziemi wynosiła wówczas średnio około 4oC powyżej średniej z końca XX w.

Więcej o zmianie klimatu w kenozoiku przeczytasz w artykule Klimat dawnych epok: od dinozaurów do lądolodu

Przez miliony lat stężenie CO2 w atmosferze stopniowo spadało, aż około 3 mln lat temu Ziemia weszła w fazę serii zlodowaceń napędzanych przez narastanie i zanikanie pokryw lodowych na półkuli północnej. Obecne emisje gazów cieplarnianych, za którymi stoi ludzka cywilizacja, powodują wzrost ich ilości w atmosferze i idący za nim gwałtowny wzrost temperatury, w tempie niespotykanym w znanej nam historii Ziemi. Badacze, którzy przedstawili swoje niedawne wyniki badań stwierdzają, że jeśli obecne emisje gazów cieplarnianych utrzymają się na dotychczasowym kursie, klimat może przeskoczyć do poziomów, których nie obserwowano od czasu PETM. Tyle że przejście między stanem zlodowacenia (Icehouse) a gorąca (Hothouse) nie zajmie jak wcześniej milionów lat, tylko zaledwie stulecia.

„Teraz wiemy dokładniej, kiedy na naszej planecie było cieplej lub zimniej i mamy lepsze zrozumienie podstawowej dynamiki i procesów, które je napędzają", powiedział główny autor badań Thomas Westerhold, dyrektor Centrum Nauk o Środowisku Morskim Uniwersytetu w Bremie w Niemczech. Jak powiedział, szczególnie interesujący jest okres 66-34 mln lat temu, kiedy planeta była znacznie cieplejsza niż obecnie. „To jest interesujące, ponieważ przedstawia analogię, do czego może doprowadzić w przyszłości antropogeniczna zmiana klimatu”, powiedział.

Co gorsza, gwałtownym ociepleniom klimatu towarzyszą zjawiska prowadzące do uruchomienia scenariusza Wielkiego Wymierania. Więcej przeczytasz o tym w artykułach Klimat dawnych epok: wielkie wymierania oraz Klimat przyszłości: wyprawa w nieznane.

Hubert Bułgajewski, Earth barreling toward 'Hothouse' state not seen in 50 million years, epic new climate record shows

Komentarze

25.09.2020 14:08 Carlinfan

"WKRACZAMY W STAN CIEPLARNI NIEWIDZIANY OD 50 MLN LAT" czyli klimatyczne baśnie z mchu i paproci :)

25.09.2020 17:35 On

To wieczne gdybanie... "do czego może doprowadzić" zamiast "doprowadzi". Ciągłe "jeśli się zdarzy, jeśli nie powstrzymamy"... Dokładnie "baśnie z mchu i paproci", bo niektórzy nadal wierzą w to, że coś jeszcze da się zrobić".

25.09.2020 18:11 Baśka

A niech wierzą. Przynajmniej jak zacznie się wszysto sypać to będzie niezła draka.
Zawsze lubiłam na filmach jak ludzie zaczynają histeryzować '' Wszyscy Zginiemy koniec świata nadchodzi''
I te głupie przerażone miny. Jakaś pociecha to jest tak jak tańcujące szkielety z czasów czarnej śmierci.

25.09.2020 19:48 Carlinfan

@BAŚKA Przez tą wiarę 1% posiadaczy wszystkiego robi skok na majątki klasy średniej.

26.09.2020 3:41 gupol(szukam w OZE)

heh wg tego wykresu to jesteśmy dopiero na początku etapu "coolhouse". nikt z nas nie zobaczy przejścia do "warmhouse" a co dopiero do "hothouse".

a poza tym jeszcze długo przed nadejściem połowy tego stulecia wyczerpią się zasoby ropy naftowej i większość ludzkiej populacji zwyczajnie wymrze jeszcze zanim " coolhouse" się rozkręci na dobre.

26.09.2020 23:04 Mariusz R.

Przewidywania pokazane w scenariuszach zmian klimatu RCP publikowane przez zespół IPCC dają obraz zmian średnich temperatur na Ziemi w zależności od naszych emisji uwzględniając jedynie niektóre dodatnie sprzężenia zwrotne jak zmiana albedo (lód/woda). Zupełnie pomijana jest kwestia nagłej destabilizacji hydratów metanu i możliwego wprowadzenia olbrzymich ilości tego gazu do atmosfery skokowo. Ponadto w modelach pomijane jest jeszcze całe mnóstwo innych, słabo jeszcze poznanych, dodatnich sprzężeń zwrotnych.

Dlatego uważam za nazbyt optymistyczne datowanie osiągnięcia tych progów na 100, 200, czy 300 lat. Według mnie jest oczywistym, że w związku z tempem zachodzących zmian nikt nie ma pojęcia ile jeszcze pozostało nam czasu. W historii Ziemi nie było precedensu.

28.09.2020 4:12 gupol(szukam w OZE)

@mariusz
"Dlatego uważam za nazbyt optymistyczne datowanie osiągnięcia tych progów na 100, 200, czy 300 lat."

w pełni się zgadzam że to zbytni optymizm. osiągnięcie tych progów zajmie dużo więcej czasu.

Dodaj komentarz

Kod
grakalkulator kalkulator zuzycia ciepla

Informacje

  • Polecane materiały
    Portal "Ziemia na rozdrożu" powstał w 2008 roku. Opublikowaliśmy tysiące artykułów, materiałów medialnych, książki i komiksy. W tej sekcji znajdziesz linki do różnych ciekawych materiałów.Polecane książki(...)

    więcej »

  • Świat na Rozdrożu - wykresy
    "Świat na rozdrożu" przedstawia powiązania między systemem finansowo-gospodarczym, zużyciem energii i zasobów oraz podlegającym coraz większej presji środowiskiem. Pokazuje, jak kształtują się i zmieniają powoln(...)

    więcej »

  • Przewodnik do sceptycyzmu globalnego ocieplenia
    Sceptycyzm naukowy jest zdrowy.  Właściwie to nauka z natury jest sceptyczna. Prawdziwy sceptycyzm oznacza rozważenie całości dowodów przed wyciągnięciem wniosków. Jeśli przyjrzymy się bliżej argumentom wyr(...)

    więcej »

  • Źródła informacji o klimacie
    Adresy stron internetowych, zawierających kluczowe dane i informacje o klimacie. Satelitarne pomiary temperaturyRemote Sensi(...)

    więcej »

  • Marcin Popkiewicz w mediach
    "O co chodzi"TEDx - Czy globalne ocieplenie jest faktem?, maj 2017 Klimatyczne fakty i mi(...)

    więcej »

Linkownia

Wykonanie PONG, grafika GFX RedFrosch.



logowanie | nowe konto