Paul Sparks
0 
5128
117
Poziom dwutlenku węgla w atmosferze jest obecnie prawdopodobnie wyższy niż kiedykolwiek w ciągu ostatnich 3 milionów lat. Według nowych badań, wzrost poziomu dwutlenku węgla, gazu cieplarnianego, może spowodować temperatury niewidoczne w tym okresie..
Naukowcy wykorzystali modelowanie komputerowe do zbadania zmian klimatycznych w okresie czwartorzędu, który rozpoczął się około 2,59 miliona lat temu i trwa do dziś. W tym okresie Ziemia przeszła wiele zmian, ale żadna z nich nie była tak szybka, jak te obserwowane dzisiaj, powiedział autor badania Matteo Willeit, badacz klimatu z tytułem doktora w Poczdamskim Instytucie Badań nad Wpływem Klimatu. [Fotograficzny dowód zmiany klimatu: poklatkowe obrazy cofających się lodowców]
„Aby uzyskać cieplejszy klimat niż obecny, w zasadzie trzeba cofnąć się do innego okresu geologicznego” - powiedział Willeit .
3 miliony lat klimatu
Okres czwartorzędu rozpoczął się okresem zlodowacenia, kiedy z Grenlandii spadły pokrywy lodowe, pokrywając większość Ameryki Północnej i północnej Europy. Początkowo te lodowce postępowały i cofały się w cyklu 41000 lat, napędzane zmianami orbity Ziemi wokół Słońca, powiedział Willeit..
Ale między 1,25 miliona a 0,7 miliona lat temu te cykle lodowcowe i międzylodowcowe rozciągały się, powtarzając się co około 100 000 lat, zjawisko nazywane przejściem ze środkowego plejstocenu ze względu na epokę, w której wystąpiło. Pytanie, powiedział Willeit, jest przyczyną przejścia, biorąc pod uwagę, że wzór zmian orbity Ziemi nie zmienił się.
Willeit i jego zespół użyli zaawansowanej symulacji komputerowej czwartorzędu, aby spróbować odpowiedzieć na to pytanie. Modele są tak dobre, jak uwzględnione parametry, a ten obejmował wiele: warunki atmosferyczne, warunki oceaniczne, roślinność, globalny węgiel, pył i pokrywy lodowe. Naukowcy uwzględnili to, co wiadomo o parametrach, a następnie zmodyfikowali je, aby zobaczyć, jakie warunki mogą spowodować przejście do środkowego plejstocenu.
Jak wszystko się zmieniło
Zespół odkrył, że przez 41 000-letnie cykle lodowcowe, które miały zmienić się w cykle 100 000 lat, musiały się wydarzyć dwie rzeczy: dwutlenek węgla w atmosferze musiał spaść, a lodowce musiały oczyścić warstwę osadu zwaną regolitem. [Zdjęcia: Wspaniałe lodowce Grenlandii]
Willeit powiedział, że poziom dwutlenku węgla mógł spaść z różnych powodów, takich jak zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych wyrzucanych z wulkanów lub zmiany tempa wietrzenia skał, co doprowadziłoby do uwięzienia większej ilości węgla w osadach przenoszonych na dno morze. Mniej węgla w atmosferze oznaczało uwięzienie mniej ciepła, więc klimat ochłodziłby się do tego stopnia, że łatwiej byłoby tworzyć duże pokrywy lodowe.
Procesy geologiczne dostarczyły kluczowego drugiego składnika dla dłuższych cykli lodowcowych. Kiedy kontynenty są wolne od lodu przez długi czas, uzyskują wierzchnią warstwę gruntowej, nieskonsolidowanej skały zwanej regolitem. Księżyc na Ziemi jest dziś dobrym miejscem, aby zobaczyć przykład: gruba warstwa pyłu Księżyca to regolit.
Lód, który tworzy się na szczycie tego regolitu, jest zwykle mniej stabilny niż lód, który tworzy się na twardej skale, powiedział Willeit (wyobraź sobie różnicę w stabilności między powierzchnią wykonaną z łożysk kulkowych a powierzchnią płaskiego blatu). Podobnie pokrywa lodowa oparta na regolicie płynie szybciej i pozostaje cieńsza niż lód. Kiedy zmiany orbity Ziemi zmieniają ilość ciepła uderzającego w powierzchnię Ziemi, pokrywy lodowe są szczególnie podatne na topnienie.
Ale lodowce również wypychają regolit, spychając pył do ich lodowatych krawędzi. To zlodowacenie ponownie odsłania podłoże; Po kilku cyklach lodowcowych we wczesnym czwartorzędu podłoże skalne zostałoby odsłonięte, dając nowo powstającej pokrywie lodowej mocniejsze miejsce do zakotwiczenia, powiedział Willeit. Te sprężyste pokrywy lodowe oraz chłodniejszy klimat spowodowały dłuższe cykle lodowcowe obserwowane około miliona lat temu. Okresy międzylodowcowe nadal występowały z powodu zmian orbitalnych, ale stały się krótsze.
Klimat dawniej i dziś
Odkrycia te są ważne dla zrozumienia warunków, które decydują o tym, czy miejsca takie jak Chicago czy Nowy Jork nadają się do zamieszkania, czy też są pokryte milą lodu. Ale są również przydatne do kształtowania dzisiejszych zmian klimatycznych, powiedział Willeit. [8 sposobów, w jakie globalne ocieplenie już zmienia świat]
Zapisy atmosferycznego węgla, które istniały około 800 000 lat temu, trzeba raczej odtworzyć niż zmierzyć bezpośrednio z rdzeni lodowych, więc szacunki dotyczące ilości węgla w atmosferze były różne. Badania modelowania Willeita i jego zespołu sugerują, że poziom dwutlenku węgla był poniżej 400 części na milion w całym okresie czwartorzędu. Obecnie średnia światowa wynosi 405 części na milion i rośnie.
Model Willeita wykazał, że w późnym pliocenie, około 2,5 miliona lat temu, średnie globalne temperatury były chwilowo o około 2,7 stopnia Fahrenheita (1,5 stopnia Celsjusza) wyższe niż średnia przed powszechnym użyciem paliw kopalnych. Te starożytne temperatury są obecnie rekordowo najwyższe w całym czwartorzędu.
Ale to może się wkrótce zmienić. Już teraz na świecie jest o 2,1 stopnia F (1,2 stopnia C) cieplej niż średnia przedindustrialna. Porozumienie paryskie z 2016 r. Ograniczy ocieplenie do 2,7 F (1,4 C), odpowiadając klimatowi sprzed 2,5 miliona lat. Jeśli świat nie może sobie z tym poradzić i zmierza w kierunku 3,6 stopnia F (2 stopnie C), poprzedniego celu międzynarodowego, będzie to najgorętsza globalna średnia obserwowana w tym okresie geologicznym.
„Nasze badanie przedstawia to z odpowiedniej perspektywy” - powiedział Willeit. „Wyraźnie pokazuje, że nawet jeśli spojrzeć na klimat z przeszłości w bardzo długich ramach czasowych, to, co robimy teraz w zakresie zmian klimatycznych, jest czymś dużym i bardzo szybkim w porównaniu z tym, co wydarzyło się w przeszłości”.
Odkrycia zostaną opublikowane dzisiaj (3 kwietnia) w czasopiśmie Science Advances.
- Rzeczywistość zmian klimatycznych: obalamy 10 mitów
- Obrazy Melt: Earth's Vanishing Ice
- Na zdjęciach: The Vanishing Ice of Baffin Island
Pierwotnie opublikowano w dniu .