אקלים 101 היא סדרת Mashable שעונה על שאלות מעוררות ובולטות לגבי האקלים המתחמם של כדור הארץ.

נחשים גדולים, תנינים, צבים ענקיים ולמורים מעופפיםשגשג באזור ארקטי רגועלפני כ-50 מיליון שנה. זו הייתה תקופה שבה הגז חממה חזק פחמן דו חמצניזינק באטמוספירה של כדור הארץ, והפך את אזורי הקוטב הגבוהים לטרופיים ממש.

מדענים שחוקרים את אקלים העבר, הנקראים פליאוקלימטולוגים, אספו שפע של ראיות לכך ש-CO2 כבר מזמןמנוף דומיננטי על טמפרטורת כדור הארץ. העדויות קיימות בכימיקלים המאוחסנים במאובנים, המצביעים על כמות ה-CO2 הרוויה פעם את האטמוספירה. עכשיו, חוקרי האקלים הפליאולוגיפרסם את ההיסטוריה המקיפה ביותר עד כה של ה-CO2 בעבר של כדור הארץ, החל לאחר הדינוזאורים נכחדולפני כ-66 מיליון שנים (כנראה מפגיעת אסטרואיד). המחקר, שהראה את הקשר החזק ביותר עד כה בין רמות CO2 בעבר וטמפרטורות גלובליות, היה לאחרונהפורסםבכתב העת המדעיסקירה שנתית של מדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת.

הסיפור הגיאולוגי בן 66 מיליון השנים מראה מגמה כוללת של ירידה הדרגתית, טבעית של CO2 במשך עשרות מיליוני שנים, המסתיימת בתקופות הקרח האחרונות מבחינה גיאולוגית. באופן מכריע, ההיסטוריה הזו גם חושפת אתעלייה קיצונית, לא טבעית, מרקיעת שחקים ברמות ה-CO2במהלך 150 השנים האחרונות.

"CO2 כמובן השתנה בעבר, אבל זה קרה בדרכים איטיות וצפויות", אמר ג'יימס ריי, פליאוקלימטולוג מאוניברסיטת סנט אנדרוס שהוביל את המחקר החדש. "מה שקורה עכשיו הוא כל כך הרבה יותר מהיר מכל דבר ברשומה הגיאולוגית. אין שום דבר בהשוואה למה שקורה עכשיו".

מה שקורה עכשיו הוא שבני האדם הפכו מיומנים ביותר בחפירת כמויות אדירות של כמה מהחומרים העשירים ביותר בפחמן על פני כדור הארץ ("דלק מאובנים") ובועריםאוֹתָם.חלק גדול מהפחמן הזה מגיע לאטמוספירה. "לא יכולת לתכנן דרך טובה יותר להכניס יותר CO2 לאטמוספירה", אמר ריי.

באופן מכריע, המחקר האחרון גם מדגים התאמה חזקה בין רמות CO2 ושחזורים קודמים של טמפרטורות גלובליות. בקיצור, כשרמות ה-CO2 היו גבוהות, כך גם הטמפרטורה; כאשר רמות ה-CO2 ירדו, גם הטמפרטורות ירדו.

"המאמר הזה הוא סיור דה כוח, סקירה כללית של מה שאנחנו יודעים על ההיסטוריה של CO2 במהלך 60 [מיליוני השנים] האחרונות, שהיא רחבה בהיקפה ומקיפה ברמת הפירוט שלה", אמרה מורין ריימו, פליאוקלימטולוגית וגיאולוגית ימית באוניברסיטת קולומביה. זה גם מצייר תמונה של מגמות CO2 מודרניות. "בני אדם הם כעת כוח בקנה מידה גיאולוגי של הטבע" כאשר אנו מפעילים שליטה על האקלים של הפלנטה, הוסיף ריימו, שלא היה מעורב במחקר.

התרשים שלהלן מציג את הקשר החזק בין רמות CO2 בעבר לטמפרטורות גלובליות.

הראיות

כדי לקבוע אקלימים עתיקים מלפני עשרות מיליוני שנים, פליאוקלימטולוגים משתמשים בראיות מאובנות, כמו יצורים מתים שנשמרו בבוץ האוקיינוס. אלה נקראים"פרוקסי," מונח המתייחס לחומרים משומרים המספקים רמזים או עדות לסביבות העבר. לצורך השקפה על CO2 ב-66 מיליון השנים האחרונות, החוקרים השתמשו בעדויות כימיות המאוחסנות בקונכיות מאובנות זעירות, נפוצות ונפוצות (הנקראות פורמיניפרה) ואורגניות תרכובות (הנקראות אלקנונים) המיוצרות על ידי אצות.

יצורים אלה רגישים לשינויים בכימיית ה-CO2 של האוקיינוס ​​(כולל חומציות), אשר נשלטת על ידי כמות ה-CO2 באטמוספירה. (אוקיינוסים סופגים CO2 מהאוויר, ויוצרים באופן טבעי חומצה פחמנית, מה שהופך את האוקיינוסים לחומצי יותר -תהליך שקורה בזמן שאתה קורא את זה.) זוהי דרך אמינה לבחון את האקלים בעבר של כדור הארץ.

"אנחנו עושים זיהוי פלילי סביבתי", הסביר ריי. "אנחנו בוחנים את טביעות האצבעות שהשינוי הסביבתי משאיר ברשומה הגיאולוגית".

הפורמיניפרות הן דוגמה טובה. הם עשויים בעיקר מסידן פחמתי, בדומה לצדפות ולאלמוגים. כשהקונכיות גדלות באוקיינוס, הן מתערבבות בקומץ של אטומים אחרים. אחד מהם הוא היסוד בורון, המשתנה מעט בחומציות שונות באוקיינוס. עדויות לאוקיינוס ​​חומצי יותר, המאוחסן במאובנים, שוות לרמות CO2 גבוהות יותר באטמוספירה. זה מאפשר לפלאוקלימטולוגים, כמו Rae, לבנות מגמות קו2 של CO2 על פני מיליוני שנים.

מדענים יכולים גם להעריך איך היו הטמפרטורות העולמיות פעם, ולהשוות זאת לרמות CO2. טמפרטורות העבר נמחקות על ידי ניתוח מפלס הים בעבר (שנשמר על ידי חופים עתיקים), היכן שנמצאים מאובנים מסוימים (ברור שהיה די חם כאשר התנינים פרחו בקוטב הצפוני),איפור כימי של קונכיות מאובנות, ומעבר לכך.

במחקר המקיף האחרון הזה, יש קשר ברור ומשכנע בין רמות CO2 בעבר (נמדדות על ידי פרוקסי ימי) לבין הטמפרטורה הגלובלית.

"ריי ומחברים שותפים מיישמים הבנה עדכנית לגבי האופן שבו פרוקסי ה-CO2 הימיים באמת פועלים, מה שמוביל לשיא CO2 מעודן מאוד", ציין טום מרצ'יטו, פליאוקלימטולוג מאוניברסיטת קולורדו בולדר שלא היה לו תפקיד במחקר. . "ההתכתבות שלו עם הטמפרטורה העולמית ב-66 מיליון השנים האחרונות היא בולטת מאוד ותומכת ב-CO2 כמניע העיקרי של שינויי האקלים העולמיים".

חשוב לציין, פליאוקלימטולוגים אינם מסתמכים על אף פרוקסי אחד כדי לחשוף תנאים סביבתיים בעבר העמוק. הם משתמשים בפרוקסי מרובים, כמו הקונכיות והאצות המשמשות במחקר החדש.

"שתי השיטות הללו מניבות תוצאות דומות מאוד, ומעניקות ביטחון שהן פרוקסיות אמינות ל-CO2 באטמוספירה", הסבירה קתלין ג'ונסון, פליאוקלימטולוגית מאוניברסיטת קליפורניה, אירווין, שלא היה לה תפקיד במחקר.

אבל למה להפסיק את חקירת ה-CO2 הספציפית הזו לפני 66 מיליון שנה (בינתיים, בכל מקרה)? ובכן, כידוע, כדור הארץ חווה אירוע הכחדה דרמטי באותה תקופה, ששינה משמעותית את המערכות האקולוגיות ואת החיים בה. כידוע, הדינוזאורים נעלמו. לחוקרים פשוט יש הבנה טובה יותר של החיים (כמו קונכיות פורמיניפרה) מאז אותו שינוי סביבתי דרמטי, שהופעל על ידי אסטרואיד על פני כדור הארץ, הסביר ריי.

אבל 65 או 66 מיליון שנים הם די והותר זמן כדי לבסס את מה ששלט במידה רבה על האקלים של כדור הארץ. כְּמוֹMashable דווח בעבר:

"רמות ה-CO2 היו גבוהות מאוד בעידן הדינוזאורים (שהסתיים לפני 65 מיליון שנה), אולי באיזשהו מקום2,000 עד 4,000 עמודים לדקה. פליטת CO2 אדירה, מוולקניות בלתי פוסקת וקיצונית, מחוממת את כדור הארץ ואפשרו לדינוזאורים לשוטט באנטארקטיקה סוערת. אבל במשך מיליוני שנים, התהליכים הטבעיים של כדור הארץ (במיוחד האיטיים, הטחונים, אך החזקיםתהליך של סלעים הסופגים CO2 מהאטמוספרה, המכונה 'תרמוסטט הסלע') הפחית בהדרגה את רמות ה-CO2."

בסופו של דבר, עם תחילת המהפכה התעשייתית, רמות ה-CO2 נעו סביב 280 חלקים למיליון יציבים, או ppm. מאז, הם עלו לסביבות 416 עמודים לדקה.הקפיצה המהירה הזו היא חסרת תקדים ברשומה הגיאולוגית.

"רישומים גיאולוגיים כמו זה מציגים בפנינו כמה אזהרות קולניות", אמר מרצ'יטו, וציין כי רמות ה-CO2 של היום הןהגבוה ביותר שהם היו מזה כ-3 מיליון שנים. (מפלס הים היו אזכ-30 רגל גבוה יותרמאשר היום, אבלאולי הרבה יותר). "ההיסטוריה של המין האנושי מעולם לא ראתה דבר כזה, והוא ממשיך לטפס", אמר מרצ'יטו.

מה גם ששיעור ה-CO2 האטמוספרי הואעולה הרבה יותר מהרמאשר בכל שלב מאז שהדינוזאורים מתו. כמה יותר מהר? "אנו יכולים לומר בביטחון שקצב עליית ה-CO2 האנתרופוגני מהיר בערך פי 10 מהשינוי הטבעי הטבעי המהיר ביותר שנראה במהלך 66 מיליון השנים האחרונות", אמר ג'ונסון.

לאנושות יש השפעה חזקה.

"הפכנו לכוח גיאולוגי," אמר מרצ'יטו.

סרטון קשור: לאן עשן הולך כדי למות באטמוספירה?