10 raste të luhatjeve antropogjene në klimën e Tokës

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Për një kohë të gjatë, klima e Tokës ka luhatur për dhjetë arsye të ndryshme, duke përfshirë lëkundjet orbitale, zhvendosjet tektonike, ndryshimet evolucionare dhe faktorë të tjerë. Ata e zhytën planetin ose në epokat e akullit ose në nxehtësinë tropikale. Si lidhen ato me ndryshimet klimatike antropogjene bashkëkohore?

Historikisht, Toka ka arritur të jetë një top bore dhe një serë. Dhe nëse klima ka ndryshuar përpara shfaqjes së njeriut, atëherë si e dimë se jemi ne që jemi fajtorë për ngrohjen e mprehtë që vëzhgojmë sot?

Pjesërisht sepse ne mund të nxjerrim një lidhje të qartë shkakësore midis emetimeve antropogjene të dioksidit të karbonit dhe një rritjeje prej 1,28 gradë Celsius në temperaturën globale (e cila, rastësisht, vazhdon) gjatë epokës para-industriale. Molekulat e dioksidit të karbonit thithin rrezatimin infra të kuqe, kështu që me rritjen e sasisë së tyre në atmosferë, ato mbajnë më shumë nxehtësi, e cila avullohet nga sipërfaqja e planetit.

Në të njëjtën kohë, paleoklimatologët kanë bërë përparime të mëdha në kuptimin e proceseve që çuan në ndryshimin e klimës në të kaluarën. Këtu janë dhjetë raste të ndryshimit natyror të klimës - në krahasim me situatën aktuale.

Ciklet diellore

Shkalla:ftohje me 0, 1-0, 3 gradë Celsius

Koha:rënie periodike të aktivitetit diellor që zgjasin nga 30 në 160 vjet, të ndara nga disa shekuj

Çdo 11 vjet, fusha magnetike diellore ndryshon, dhe bashkë me të vijnë cikle 11-vjeçare të ndriçimit dhe zbehjes. Por këto luhatje janë të vogla dhe ndikojnë në klimën e Tokës vetëm në mënyrë të parëndësishme.

Shumë më të rëndësishme janë "minimalet e mëdha diellore", periudhat dhjetëvjeçare të uljes së aktivitetit diellor që kanë ndodhur 25 herë gjatë 11,000 viteve të fundit. Një shembull i kohëve të fundit, minimumi Maunder, ndodhi midis 1645 dhe 1715 dhe bëri që energjia diellore të bjerë 0,04% -0,08% nën mesataren aktuale. Për një kohë të gjatë, shkencëtarët besonin se minimumi i Maunder mund të shkaktonte "Epokën e Vogël të Akullit", një goditje e ftohtë që zgjati nga shekulli i 15-të deri në shekullin e 19-të. Por që atëherë doli se ishte shumë e shkurtër dhe ndodhi në kohën e gabuar. Ftohja ka shumë të ngjarë të jetë shkaktuar nga aktiviteti vullkanik.

Për gjysmë shekullin e kaluar, Dielli është zbehur pak, dhe Toka po ngrohet dhe është e pamundur të lidhet ngrohja globale me një trup qiellor.

Squfuri vullkanik

Shkalla:ftohje me 0, 6 - 2 gradë Celsius

Koha:nga 1 deri në 20 vjeç

Në 539 ose 540 A. D. e. pati një shpërthim kaq të fuqishëm të vullkanit Ilopango në El Salvador, saqë shtëllunga e tij arriti në stratosferë. Më pas, verat e ftohta, thatësira, uria dhe murtaja shkatërruan vendbanimet në mbarë botën.

Shpërthimet në shkallën e Ilopango hedhin pika reflektuese të acidit sulfurik në stratosferë, të cilat mbrojnë rrezet e diellit dhe ftohin klimën. Si rezultat, akulli i detit grumbullohet, më shumë rrezet e diellit reflektohen përsëri në hapësirë dhe ftohja globale intensifikohet dhe zgjatet.

Pas shpërthimit të Ilopango, temperatura globale ra me 2 gradë gjatë 20 viteve. Tashmë në epokën tonë, shpërthimi i malit Pinatubo në Filipine në 1991 ftoi klimën globale me 0,6 gradë për një periudhë 15 mujore.

Squfuri vullkanik në stratosferë mund të jetë shkatërrues, por në shkallën e historisë së Tokës, efekti i tij është i vogël dhe gjithashtu kalimtar.

Luhatjet afatshkurtra të klimës

Shkalla:deri në 0, 15 gradë Celsius

Koha: nga 2 deri në 7 vjet

Përveç kushteve të motit sezonal, ka edhe cikle të tjera afatshkurtra që ndikojnë edhe në reshjet dhe temperaturën. Më e rëndësishmja prej tyre, El Niño ose Lëkundje Jugore, është një ndryshim periodik në qarkullim në Oqeanin Paqësor tropikal gjatë një periudhe prej dy deri në shtatë vjet që ndikon në reshjet në Amerikën e Veriut. Lëkundjet e Atlantikut të Veriut dhe Dipoli i Oqeanit Indian kanë një ndikim të fortë rajonal. Të dy ndërveprojnë me El Niño.

Ndërlidhja e këtyre cikleve ka penguar prej kohësh aftësinë për të vërtetuar se ndryshimi antropogjen është statistikisht i rëndësishëm, dhe jo thjesht një hap tjetër në ndryshueshmërinë natyrore. Por që atëherë, ndryshimi antropogjen i klimës ka shkuar shumë përtej ndryshueshmërisë natyrore të motit dhe temperaturave sezonale. Vlerësimi Kombëtar i Klimës në SHBA i vitit 2017 arriti në përfundimin se "nuk ka asnjë provë përfundimtare nga të dhënat vëzhguese që mund të shpjegojnë ndryshimin e vëzhguar të klimës me ciklet natyrore".

Dridhjet orbitale

Shkalla: afërsisht 6 gradë Celsius në ciklin e fundit 100,000 vjeçar; ndryshon me kohën gjeologjike

Koha: cikle të rregullta, të mbivendosura prej 23,000, 41,000, 100,000, 405,000 dhe 2,400,000 vjetësh

Orbita e Tokës luhatet kur Dielli, Hëna dhe planetët e tjerë ndryshojnë pozicionet e tyre relative. Për shkak të këtyre luhatjeve ciklike, të ashtuquajturat cikle Milankovitch, sasia e dritës së diellit luhatet në gjerësinë mesatare me 25%, dhe ndryshimet klimatike. Këto cikle kanë funksionuar gjatë historisë, duke krijuar shtresa të alternuara sedimentesh që mund të shihen në shkëmbinj dhe gërmime.

Gjatë epokës së Pleistocenit, e cila përfundoi rreth 11,700 vjet më parë, ciklet e Milankovitch dërguan planetin në një nga epokat e tij të akullit. Kur zhvendosja e orbitës së Tokës i bëri verat veriore më të ngrohta se mesatarja, shtresat masive të akullit në Amerikën e Veriut, Evropë dhe Azi u shkrinë; kur orbita u zhvendos përsëri dhe verat u bënë përsëri më të ftohta, këto mburoja u rritën përsëri. Ndërsa oqeani i ngrohtë shpërndan më pak dioksid karboni, përmbajtja atmosferike u rrit dhe ra në unison me lëkundjet orbitale, duke përforcuar efektin e tyre.

Sot, Toka po i afrohet një minimumi tjetër të dritës së diellit veriore, kështu që pa emetimet antropogjene të dioksidit të karbonit, ne do të hynim në një epokë të re akullnajash në rreth 1500 vitet e ardhshme.

Dielli i dobët i ri

Shkalla: nuk ka efekt të temperaturës totale

Koha: të përhershme

Megjithë luhatjet afatshkurtra, shkëlqimi i diellit në tërësi rritet me 0,009% në milion vjet, dhe që nga lindja e sistemit diellor 4,5 miliardë vjet më parë, ai është rritur me 48%.

Shkencëtarët besojnë se nga dobësia e diellit të ri, duhet të rrjedhë se Toka mbeti e ngrirë gjatë gjithë gjysmës së parë të ekzistencës së saj. Në të njëjtën kohë, në mënyrë paradoksale, gjeologët kanë zbuluar shkëmbinj të moshës 3.4 miliardë vjet, të formuar në ujë me valë. Klima e papritur e ngrohtë e Tokës së hershme duket se është për shkak të disa kombinimeve të faktorëve: më pak erozion të tokës, qiell më të pastër, ditë më të shkurtra dhe një përbërje e veçantë e atmosferës përpara se Toka të merrte një atmosferë të pasur me oksigjen.

Kushtet e favorshme në gjysmën e dytë të ekzistencës së Tokës, pavarësisht nga rritja e shkëlqimit të diellit, nuk çojnë në një paradoks: termostati i motit të Tokës kundërshton efektet e dritës shtesë të diellit, duke stabilizuar Tokën.

Dioksidi i karbonit dhe termostati i motit

Shkalla: kundërshton ndryshimet e tjera

Koha: 100,000 vjet ose më shumë

Rregullatori kryesor i klimës së Tokës ka qenë prej kohësh niveli i dioksidit të karbonit në atmosferë, pasi dioksidi i karbonit është një gaz i qëndrueshëm serrë që bllokon nxehtësinë, duke e penguar atë të ngrihet nga sipërfaqja e planetit.

Vullkanet, shkëmbinjtë metamorfikë dhe oksidimi i karbonit në sedimentet e gërryer të gjitha lëshojnë dioksid karboni në qiell dhe reaksionet kimike me shkëmbinj silikat largojnë dioksidin e karbonit nga atmosfera, duke formuar gur gëlqeror. Bilanci midis këtyre proceseve funksionon si një termostat, sepse kur klima ngrohet, reaksionet kimike janë më efektive në largimin e dioksidit të karbonit, duke ngadalësuar kështu ngrohjen. Kur klima ftohet, efikasiteti i reaksioneve, përkundrazi, zvogëlohet, duke lehtësuar ftohjen. Rrjedhimisht, për një periudhë të gjatë kohore, klima e Tokës mbeti relativisht e qëndrueshme, duke siguruar një mjedis të banueshëm. Në veçanti, nivelet mesatare të dioksidit të karbonit kanë qenë në rënie të vazhdueshme si rezultat i rritjes së shkëlqimit të Diellit.

Megjithatë, duhen qindra miliona vjet që termostati i motit të reagojë ndaj rritjes së dioksidit të karbonit në atmosferë. Oqeanet e Tokës thithin dhe largojnë karbonin e tepërt më shpejt, por edhe ky proces kërkon mijëvjeçarë - dhe mund të ndalet, me rrezikun e acidifikimit të oqeanit. Çdo vit, djegia e lëndëve djegëse fosile lëshon rreth 100 herë më shumë dioksid karboni sesa shpërthejnë vullkanet - oqeanet dhe moti dështojnë - kështu që klima nxehet dhe oqeanet acidifikohen.

Zhvendosjet tektonike

Shkalla: afërsisht 30 gradë Celsius gjatë 500 milionë viteve të fundit

Koha: miliona vjet

Lëvizja e masave tokësore të kores së tokës mund ta zhvendosë ngadalë termostatin e motit në një pozicion të ri.

Për 50 milionë vitet e fundit, planeti ka qenë duke u ftohur, përplasjet e pllakave tektonike duke shtyrë shkëmbinj kimikisht reaktivë si bazalti dhe hiri vullkanik në tropikët e ngrohtë të lagësht, duke rritur shkallën e reaksioneve që tërheqin dioksidin e karbonit nga qielli. Përveç kësaj, gjatë 20 milionë viteve të fundit, me ngritjen e Himalajeve, Andeve, Alpeve dhe maleve të tjera, shkalla e erozionit është më shumë se dyfishuar, duke çuar në një përshpejtim të motit. Një faktor tjetër që përshpejtoi trendin e ftohjes ishte ndarja e Amerikës së Jugut dhe Tasmanisë nga Antarktida 35.7 milionë vjet më parë. Një rrymë e re oqeanike është formuar rreth Antarktidës dhe ka intensifikuar qarkullimin e ujit dhe planktonit, i cili konsumon dioksid karboni. Si rezultat, shtresat e akullit të Antarktidës janë rritur ndjeshëm.

Më parë, gjatë periudhave Jurasik dhe Kretake, dinosaurët bredhin në Antarktidë, sepse pa këto vargje malore, aktiviteti i shtuar vullkanik e mbante dioksidin e karbonit në nivele prej rreth 1000 pjesë për milion (nga 415 sot). Temperatura mesatare në këtë botë pa akull ishte 5-9 gradë Celsius më e lartë se sa është tani, dhe niveli i detit ishte 75 metra më i lartë.

Ujëvara e asteroidit (Chikshulub)

Shkalla: fillimisht ftohet me rreth 20 gradë Celsius, pastaj ngrohet me 5 gradë Celsius

Koha: shekuj ftohje, 100.000 vjet ngrohje

Baza e të dhënave të ndikimeve të asteroideve në Tokë përmban 190 kratere. Asnjë prej tyre nuk pati një efekt të dukshëm në klimën e Tokës, me përjashtim të asteroidit Chikshulub, i cili shkatërroi një pjesë të Meksikës dhe vrau dinosaurët 66 milionë vjet më parë. Simulimet kompjuterike tregojnë se Chikshulub ka hedhur mjaftueshëm pluhur dhe squfur në atmosferën e sipërme për të eklipsuar rrezet e diellit dhe për të ftohur Tokën me më shumë se 20 gradë Celsius dhe për të acidifikuar oqeanet. Planetit iu deshën shekuj për t'u kthyer në temperaturën e mëparshme, por më pas u ngroh edhe 5 gradë të tjera për shkak të hyrjes së dioksidit të karbonit nga gëlqerorët e shkatërruar meksikan në atmosferë.

Se si aktiviteti vullkanik në Indi ndikoi në ndryshimin e klimës dhe zhdukjen masive mbetet e diskutueshme.

Ndryshimet evolucionare

Shkalla: Në varësi të ngjarjeve, ftohje me rreth 5 gradë Celsius në periudhën e vonë Ordovician (445 milionë vjet më parë)

Koha: miliona vjet

Ndonjëherë evolucioni i specieve të reja të jetës do të rivendosë termostatin e Tokës. Për shembull, cianobakteret fotosintetike, të cilat u ngritën rreth 3 miliardë vjet më parë, nisën procesin e terraformimit, duke çliruar oksigjen. Ndërsa përhapeshin, përmbajtja e oksigjenit në atmosferë po rritej 2.4 miliardë vjet më parë, ndërsa nivelet e metanit dhe dioksidit të karbonit ranë ndjeshëm. Gjatë 200 milionë viteve, Toka është kthyer disa herë në një "top bore". 717 milionë vjet më parë, evolucioni i jetës së oqeanit, më i madh se mikrobet, shkaktoi një seri tjetër topa bore - në këtë rast, pasi organizmat filluan të lëshonin mbetje në thellësitë e oqeanit, duke marrë karbonin nga atmosfera dhe duke e fshehur atë në thellësi.

Kur bimët më të hershme tokësore u shfaqën rreth 230 milion vjet më vonë në periudhën Ordovician, ato filluan të formojnë biosferën e tokës, duke varrosur karbonin në kontinente dhe duke nxjerrë lëndë ushqyese nga toka - ato u lanë në oqeane dhe gjithashtu stimuluan jetën atje. Këto ndryshime duket se kanë çuar në Epokën e Akullnajave, e cila filloi rreth 445 milionë vjet më parë. Më vonë, në periudhën Devoniane, evolucioni i pemëve, i shoqëruar me ndërtimin e maleve, uli më tej nivelet dhe temperaturat e dioksidit të karbonit dhe filloi Epoka e Akullit Paleozoik.

Provinca të mëdha magmatike

Shkalla: ngrohja nga 3 në 9 gradë Celsius

Koha: qindra mijëra vjet

Përmbytjet kontinentale të llavës dhe magmës nëntokësore - të ashtuquajturat provinca të mëdha magmatike - kanë rezultuar në më shumë se një zhdukje masive. Këto ngjarje të tmerrshme lëshuan një arsenal vrasësish në Tokë (përfshirë shiun acid, mjegullën acidike, helmimin me merkur dhe varfërimin e ozonit), dhe gjithashtu çuan në një ngrohje të planetit, duke lëshuar sasi të mëdha të metanit dhe dioksidit të karbonit në atmosferë - më shpejt se ata. mund të trajtojë motin e termostatit.

Gjatë katastrofës së Permit 252 milionë vjet më parë, e cila shkatërroi 81% të specieve detare, magma nëntokësore i vuri zjarrin qymyrit siberian, ngriti përmbajtjen e dioksidit të karbonit në atmosferë në 8000 pjesë për milion dhe e ngrohi temperaturën me 5-9 gradë Celsius. Maksimumi termik Paleocen-Eocen, një ngjarje më e vogël 56 milionë vjet më parë, krijoi metanin nga fushat e naftës në Atlantikun e Veriut dhe e dërgoi atë drejt qiellit, duke e ngrohur planetin 5 gradë Celsius dhe duke acidifikuar oqeanin. Më pas, palmat u rritën në brigjet e Arktikut dhe aligatorët u hodhën në ujë. Emetime të ngjashme të karbonit fosil ndodhën në fundin e Triasikut dhe në Jurasikun e hershëm - dhe përfunduan me ngrohjen globale, zonat e vdekura të oqeanit dhe acidifikimin e oqeanit.

Nëse ndonjë nga këto ju duket e njohur, kjo ndodh sepse aktivitetet antropogjene sot kanë pasoja të ngjashme.

Siç vunë në dukje një grup studiuesish të zhdukjes Triasik-Jurasik në prill në revistën Nature Communications: "Ne vlerësojmë sasinë e dioksidit të karbonit të emetuar në atmosferë nga çdo puls i magmës në fund të Triasikut është i krahasueshëm me parashikimin e emetimeve antropogjene për Shekulli 21."