Oglekļa dioksīda līmenis atmosfērā mūsdienās, iespējams, ir augstāks nekā tas ir bijis jebkad pēdējo 3 miljonu gadu laikā. Saskaņā ar jauniem pētījumiem šī siltumnīcefekta gāzu oglekļa dioksīda līmeņa paaugstināšanās varētu radīt temperatūru, kas nav redzama visā laika posmā.
Pētījuma pētnieki izmantoja datormodelēšanu, lai pārbaudītu klimata pārmaiņas kvartāra periodā, kas sākās apmēram pirms 2,59 miljoniem gadu un turpinās līdz mūsdienām. Šajā laika posmā Zeme ir piedzīvojusi vairākas izmaiņas, taču ne tik straujas kā šodien redzētās, sacīja pētījuma autors Matteo Willeit, Potsdamas Klimata ietekmes pētījumu institūta pēcdoktorantūras klimata pētnieks.
"Lai iegūtu klimatu, kas ir siltāka nekā pašreizējā, jums principā ir jāatgriežas citā ģeoloģiskā periodā," Willeit stāstīja Live Science.
3 miljoni gadu klimata
Kvartāra periods sākās ar apledojuma periodu, kad ledus loksnes nozaga no Grenlandes, lai aptvertu lielu daļu Ziemeļamerikas un Ziemeļeiropas. Sākumā šie ledāji progresēja un atkāpās 41 000 gadu ciklā, ko vadīja izmaiņas Zemes orbītā ap sauli, sacīja Vileita.
Bet starp laikposmu no 1,25 miljoniem līdz 0,7 miljoniem gadu šie ledus un starpledus cikli izstiepās, atkārtojoties ik pēc apmēram 100 000 gadiem, parādību, ko sauc par vidējo pleistocēna pāreju laikmeta dēļ, kurā tā notika. Vileits sacīja, ka jautājums ir par to, kas izraisīja pāreju, ņemot vērā, ka Zemes orbītas variāciju modelis nebija mainījies.
Vileits un viņa komanda mēģināja atbildēt uz šo jautājumu ar modernu Kvartāra datorsimulāciju. Modeļi ir tikai tik labi, cik iekļauti parametri, un šajā bija daudz: atmosfēras apstākļi, okeāna apstākļi, veģetācija, globālais ogleklis, putekļi un ledus lapas. Pētnieki iekļāva to, kas ir zināms par parametriem, un pēc tam pielāgoja tos, lai redzētu, kādi apstākļi varētu radīt vidējo pleistocēna pāreju.
Kā lietas ir mainījušās
Komanda atklāja, ka, lai 41 000 gadu ledus cikli mainītos uz 100 000 gadu cikliem, bija jānotiek divām lietām: oglekļa dioksīdam atmosfērā bija jāsamazinās, un ledājiem bija jāizrauj nogulumu slānis, ko sauc par regolītu.
Oglekļa dioksīds, iespējams, ir samazinājies dažādu iemeslu dēļ, sacīja Vileits, piemēram, siltumnīcefekta gāzu samazināšanās dēļ no vulkāniem vai mainās iežu izturības ātrums, kā rezultātā vairāk oglekļa varētu iesprūst nogulumos, kas tiek pārvadāti augšpusē. jūra. Mazāks oglekļa daudzums atmosfērā nozīmēja mazāk siltuma ieslodzījumu, tāpēc klimats būtu atdzisis līdz vietai, kur lielākas ledus lapas varētu veidoties vieglāk.
Ģeoloģiskie procesi nodrošināja izšķirošo otro sastāvdaļu ilgākajiem ledus cikliem. Kad kontinentos ilgstoši nav brīva ledus, tie iegūst iezemētu, nekonsolidētu iežu augšējo slāni, ko sauc par regolītu. Zemes mēness ir piemērota vieta, kur šodien redzēt piemēru: Mēness biezā putekļu kārta ir regolīts.
Ledus, kas veidojas virs šī regolīta, mēdz būt mazāk stabils nekā ledus, kas veidojas uz stingra pamatakmens, sacīja Vileita (iedomājieties atšķirību starp lodīšu gultņu virsmu un plakanas galda virsmas stabilitāti). Līdzīgi ledus loksnes, kas balstītas uz regolu, plūst ātrāk un paliek plānākas nekā ledus. Ja izmaiņas Zemes orbītā maina siltuma daudzumu, kas nonāk Zemes virsmā, ledus loksnes ir īpaši pakļautas izkausēšanai.
Bet ledāji arī buldozē regolītu, virzot putekļainās lietas uz to ledāju malām. Šī ledāja mazgāšana atkārtoti pakļauj pamatiezi; pēc dažiem ledāja cikliem agrīnajā kvartārā pamatne būtu bijusi pakļauta, jaunizveidotajām ledus loksnēm nodrošinot stiprāku vietu enkurošanai, sacīja Vileits. Šīs izturīgās ledus kārtas, kā arī vēsāks klimats, izraisīja garākus ledus ciklus, kādi bija redzami pirms apmēram miljons gadiem. Starpglaciālie periodi joprojām notika orbītas izmaiņu dēļ, taču tie kļuva īsāki.
Klimats toreiz un tagad
Šie atradumi ir svarīgi, lai izprastu apstākļus, kas noteica, vai tādas vietas kā Čikāga vai Ņujorka ir apdzīvojamas vai arī tās ir klātas jūdžu jūdzē. Bet tie ir noderīgi arī mūsdienu klimata pārmaiņu kadrēšanai, sacīja Vileits.
Atmosfēras oglekļa rekordi, kas pastāvēja pirms apmēram 800 000 gadiem, ir jārekonstruē, nevis jāmēra tieši no ledus serdeņiem, tāpēc oglekļa daudzuma atmosfērā aprēķini ir mainījušies. Vileita un viņa komandas veiktie modelēšanas pētījumi liecina, ka oglekļa dioksīds visā kvartāra periodā bija mazāks par 400 ppm uz miljonu. Mūsdienās vidējais rādītājs pasaulē ir 405 daļas uz miljonu un pieaug.
Vēlajā pliocēnā, apmēram pirms 2,5 miljoniem gadu, vidējā globālā temperatūra uz laiku bija aptuveni 2,7 grādi pēc Fārenheita (1,5 grādi pēc Celsija) augstāka nekā vidēji pirms fosilā kurināmā plašās izmantošanas, parādīja Vileita modelis. Šīs senās temperatūras šobrīd ir visaugstākās visā četrgades periodā.
Bet tas drīz varētu mainīties. Jau tagad zemeslode ir par 2,1 grādi F (1,2 grādi C) siltāka nekā pirms rūpniecības vidējā līmeņa. 2016. gada Parīzes vienošanās paredzētu sasilšanu ierobežot līdz 2,7 F (1,4 C), kas atbilstu klimatam, kāds bija pirms 2,5 miljoniem gadu. Ja pasaule nespēj pārvaldīt šo robežu un dodas uz iepriekšējo starptautisko mērķi - 3,6 grādi F (2 grādi C), tas būs karstākais globālais vidējais rādītājs šajā ģeoloģiskajā periodā.
"Mūsu pētījums to aplūko perspektīvā," sacīja Vileita. "Tas skaidri parāda, ka pat tad, ja mēs skatāmies pagātnes klimatā ļoti ilgā laika posmā, tas, ko mēs tagad darām saistībā ar klimata izmaiņām, ir kaut kas liels un ļoti ātrs, salīdzinot ar pagātni."
Rezultāti tiks publicēti šodien (3. aprīlī) žurnālā Science Advances.
