Μια περίοδος έντονης υπερθέρμανσης του πλανήτη πριν από 55 εκατομμύρια χρόνια προκλήθηκε από μία και μόνο δύο ενέσεις αερίων θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα - και ο ρυθμός αύξησης υποδηλώνει ότι το αρχαίο γεγονός της αύξησης της θερμοκρασίας μπορεί να έχει σημαντικά διδάγματα για το τι πρέπει να περιμένουν με τις σημερινές κλιματικές αλλαγές.
σχετικό περιεχόμενο
- Η ύφεση, μη φραγμένη, οδήγησε σε πτώση στις εκπομπές άνθρακα των ΗΠΑ
- Τι μπορούμε να μάθουμε αν σκαρφαλώσουμε τα μυστικά του Deep Carbon της Γης
- Ταξιδεύστε βαθιά με αυτή τη διαδραστική γη
- Το αέριο, πιθανώς το μεθάνιο, ξεχειλίζει από 570 τοποθεσίες εκτός της ανατολικής ακτής
Ένας από τους καλύτερους τρόπους για να διερευνήσει πώς η ανθρώπινη θέρμανση του πλανήτη θα επηρεάσει τη Γη στο μέλλον είναι να μελετήσει τον τρόπο με τον οποίο ο πλανήτης μας απάντησε στην κλιματική αλλαγή στο παρελθόν. Πολλοί ερευνητές πιστεύουν ότι το παλαιόκαινο-θερμιδικό μέγιστο (PETM) πριν από 55 εκατομμύρια χρόνια έχει ιδιαίτερη σημασία για την παρούσα κατάσταση, διότι ενέχει επίσης μια τεράστια έγχυση άνθρακα στην ατμόσφαιρα που οδήγησε σε σπειροειδείς παγκόσμιες θερμοκρασίες.
Όλοι οι ερευνητές δεν έχουν πεισθεί ότι έχουμε πολλά να μάθουμε από το PETM. Μερικές μελέτες υποδεικνύουν ότι το κλίμα άλλαξε πολύ αργότερα από ό, τι μεταβάλλεται τώρα, με την αύξηση του ατμοσφαιρικού άνθρακα σταδιακά για περίπου 20.000 χρόνια, ίσως λόγω της αργής έκλυσης ηφαιστειακών αερίων. Άλλες μελέτες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι αλλαγές του PETM έγιναν πολύ γρήγορα για συγκρίσεις με την παρούσα κατάσταση. Μια μελέτη πέρυσι υποδεικνύει ότι ο ατμοσφαιρικός άνθρακας αυξήθηκε μέσα σε λίγα μόνο χρόνια, ίσως λόγω της μαζικής εισροής άνθρακα από την επίδραση κομήτη.
Αλλά τα τελευταία γεωλογικά τεκμήρια, που δημοσιεύθηκαν σήμερα στο Nature Geoscience, καθιστούν αυτά τα "πολύ αργά" και "πολύ γρήγορα" σενάρια θέρμανσης να φαίνονται απίθανο. Αντ 'αυτού, ο ρυθμός αλλαγής ήταν ίσως "ακριβώς σωστός" για την πραγματοποίηση σύγχρονων συγκρίσεων.
Οι ερευνητές με επικεφαλής τον Gabe Bowen στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα διέσχισαν έναν πυρήνα 820 ποδών έξω από το έδαφος κοντά στο Powell, Wyoming. Το δείγμα τους περνάει μέσα από τα αρχαία εδάφη - τώρα στράφηκε στην πέτρα - που σχηματίστηκε πριν, κατά τη διάρκεια και μετά από το PETM. Οι εδαφικές στοιβάδες περιέχουν χιλιάδες ανθρακικά οζίδια, καθένα από τα οποία περιέχει ποικιλίες άνθρακα που αντανακλούν τη σύνθεση της ατμόσφαιρας κατά τη στιγμή που σχηματίστηκε ο οζίδιο. Μετρώντας αυτές τις ποικιλίες, ή ισότοπα, μέσα σε κάθε οζίδιο, οι ερευνητές θα μπορούσαν να δημιουργήσουν μια εικόνα του πώς προστέθηκε ο άνθρακας στην αρχαία ατμόσφαιρα. Δεν είναι η πρώτη φορά που οι ερευνητές έχουν κατασκευάσει ένα τέτοιο ρεκόρ άνθρακα για τα PETM-παρόμοια προφίλ έχουν γίνει χρησιμοποιώντας πληροφορίες από θαλάσσιους πυρήνες ιζημάτων. Αλλά τα θαλάσσια ιζήματα φτάνουν στο φούρνο των ζώων, θολώνουν τις λεπτομέρειες της εικόνας άνθρακα με τρόπο που δεν συμβαίνει τόσο εύκολα στη γη, λένε οι ερευνητές.
Γκρίζοι, στρογγυλοί οζίδια με ανθρακικό νάτριο, αυτοί οι πυρήνες ιζημάτων προερχόμενοι από το βόρειο Ουαϊόμινγκ. (Bianca Maibauer, Πανεπιστήμιο της Γιούτα) Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο άνθρακας αντλήθηκε στην ατμόσφαιρα σε μια περίοδο μερικών χιλιάδων ετών - περίπου στον ίδιο ρυθμό με τις σημερινές εκπομπές. Διαπίστωσαν επίσης ότι τουλάχιστον 992 εκατομμύρια τόνοι άνθρακα εισήλθαν στην ατμόσφαιρα ετησίως - αυτό είναι μέσα σε μια τάξη μεγέθους του σημερινού ετήσιου ποσοστού 10, 5 δισεκατομμυρίων τόνων.
Αλλά ίσως το πιο ενδιαφέρον συμπέρασμα ήταν ότι το PETM φαίνεται να έχει εμπλακεί σε δύο διαφορετικούς παλμούς άνθρακα. Λίγα χιλιάδες χρόνια πριν ο PETM έρθει σε πλήρη εξέλιξη, υπήρξε μια βραχύβια περίοδος υπερθέρμανσης του πλανήτη. Τα επίπεδα του ατμοσφαιρικού άνθρακα ξεπέρασαν την πορεία ίσως 1500 χρόνων, παρέμειναν υψηλά για μια χιλιετία περίπου ή έπειτα γρήγορα επανήλθαν στο φυσιολογικό. Μετά από άλλες δύο χιλιετίες, τα επίπεδα άνθρακα εκδηλώθηκαν πάλι - αλλά αυτή τη φορά έμειναν υψηλά για δεκάδες χιλιάδες χρόνια, προκαλώντας το πραγματικό γεγονός PETM.
"Αυτή είναι η πρώτη ισχυρή απόδειξη ότι υπήρχαν αυτοί οι δύο παλμοί πολύ κοντά σε χρόνο", λέει ο συγγραφέας της μελέτης Scott Wing, παλαιοβιολόγος στο Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Smithsonian. Είναι μια σημαντική παρατήρηση, λέει, επειδή σημαίνει ότι μπορούμε να εκτιμήσουμε καλύτερα τι ακριβώς προκάλεσε το PETM. "Είναι σχεδόν ενοχλητικό το γεγονός ότι δεν έχουμε ακόμα εξηγήσει κάποια αιτία", λέει ο Wing. "Είναι το πρώτο πράγμα που θέλει κάποιος να μάθει - αλλά ακόμα και 20 χρόνια μετά τον εντοπισμό του PETM εξακολουθούμε να υποστηρίζουμε την υπόθεση".
Τα νέα αποτελέσματα φαίνεται να αποκλείουν το πολύ αργό, ηφαιστειακά προκαλούμενο σενάριο - ο άνθρακας εισήλθε στο περιβάλλον πολύ γρήγορα για να λειτουργήσει. Και επειδή υπήρχαν δύο ξεχωριστοί παλμοί θέρμανσης, το σενάριο του κομήτη μοιάζει αδύνατο. "Θα χρειαστεί να έχετε δύο ξεχωριστούς κομήτες τότε - ακούγεται λίγο σαν ιδιαίτερη παραίτηση", λέει ο Wing.
Ο Παλαιοβιολόγος Scott Wing του Ινστιτούτου Smithsonian κατέχει ένα βασικό δείγμα από το σχηματισμό Willwood του Wyoming σε μια μελέτη που διεξήχθη από το πανεπιστήμιο της Γιούτα για ένα επεισόδιο υπερθέρμανσης του πλανήτη πριν από περίπου 56 εκατομμύρια χρόνια. (William Clyde, Πανεπιστήμιο του New Hampshire) Αντ 'αυτού, οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι μια απελευθέρωση μεθανίου από καταθέσεις κάτω από το θαλασσινό θα εξηγήσει τόσο το ρυθμό της αλλαγής όσο και τους περίεργους διπλούς παλμούς. Αυτό το μεθάνιο κανονικά κλειδώνεται ασφαλώς μακριά σε μια στερεή μορφή που ονομάζεται clathrate μεθανίου, αλλά ακόμα και μια υποθαλάσσια κατολίσθηση μπορεί να ήταν αρκετή για να αποσταθεροποιήσει μια περιοχή του θαλασσίου ύδατος και να ξεκλειδώσει ένα τεράστιο κατάστρωμα clatrate. Αυτό το είδος γεγονότος θα μπορούσε να προκάλεσε τον βραχύβιο παλμό της υπερθέρμανσης του πλανήτη πριν από το κύριο συμβάν PETM.
Σε απόκριση αυτού του αρχικού παλμού, οι ωκεανοί της Γης ίσως έχουν απορροφήσει την περίσσεια ατμοσφαιρικής θερμότητας. Εάν το έκαναν, όμως, είναι πιθανό αυτός ο φυσικός μηχανισμός ανάκτησης να ενεργοποίησε το κύριο γεγονός. Οι πιο θερμαινόμενοι ωκεανοί μπορούν να αποσταθεροποιήσουν τα κοιτάσματα του clathrate, πράγμα που θα μπορούσε να εξηγήσει πού προέρχεται ο δεύτερος παλμός άνθρακα, λέει ο Wing. Αν το σενάριο αυτό είναι σωστό, καθιστά το PETM ακόμα πιο συναφές προς σήμερα - οι ωκεανοί θερμαίνονται πάλι, και η συσσώρευση κοιτασμάτων κάτω από το θαλασσινό νερό αρχίζει και πάλι να αποσταθεροποιείται.
Τα συσσωματώματα μεθανίου που απελευθερώνονται από τα ιζήματα στη λίμνη Bajkal της Ρωσίας μοιάζουν να φουσκώνουν μέσω του πάγου. (Louise Murray / Robert Harding World Imagery / Corbis) "Ήμουν λίγο σκεπτικός σχετικά με τη μελέτη στα πρώτα ανθρακικά εδάφη είναι συνήθως δύσκολο να ερμηνευθούν", λέει ο Henrik Svensen στο Πανεπιστήμιο του Όσλο της Νορβηγίας. "Αλλά φαίνεται σαν μια ωραία και εμπεριστατωμένη μελέτη που πράγματι προσθέτει νέες προοπτικές στο PETM". Αυτό που δεν είναι σαφές, προσθέτει ο Svensen, είναι ο λόγος για τον οποίο ο διπλός παλμός δεν εμφανίστηκε σαφώς σε άλλες μελέτες, δεδομένου ότι διάφορες ομάδες οι γεωλόγοι που εργάζονται σε άλλα μέρη του κόσμου έχουν χρησιμοποιήσει ισότοπα άνθρακα σε βράχους για την ανασυγκρότηση των ατμοσφαιρικών συνθηκών κατά τη διάρκεια του PETM σε σχετικά υψηλές λεπτομέρειες.
Άλλοι ερευνητές λένε ότι έχουν δει υπαινιγμούς των δύο παλμών στις προηγούμενες μελέτες τους. Για παράδειγμα, οι Ying Cui και Lee Kump στο κρατικό πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια και οι συνεργάτες τους δημοσίευσαν μια ανάλυση το 2011 των ισοτόπων άνθρακα στα θαλάσσια ιζήματα PETM στα ανοικτά των ακτών του Spitsbergen στον Αρκτικό Ωκεανό. "Εντοπίσαμε επίσης δύο παλμούς, που σχετίζονται με τις κλίσεις και τις ισοπεδώσεις στο αρχείο ισοτόπων άνθρακα", λέει ο Kump.
Ακόμα κι έτσι, δεν είναι όλοι πεπεισμένοι ότι τα τελευταία στοιχεία μοιάζουν με τη σφαγή θανάτου για προηγούμενα σενάρια για το ζέσταμα. Ο James Wright στο πανεπιστήμιο Rutgers συνυπέγραψε το χαρτί της περυσινής χρονιάς, υποστηρίζοντας ότι το θερμογόνο PETM συνέβη γρήγορα, ίσως λόγω ενός κομήτη. Επειδή τα νέα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι ατμοσφαιρικές συνθήκες επανήλθαν στο φυσιολογικό μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου παλμού, δεν μπορούμε να είμαστε σίγουροι ότι ο πρώτος παλμός έχει άμεση σχέση με το PETM, μετράει. Αυτό θα άφηνε το δρόμο ανοιχτό για το δεύτερο παλμό να είναι αποκλειστικά υπεύθυνο - αυτό σημαίνει ότι δεν μπορούμε να αποκλείσουμε εντελώς το σενάριο του κομήτη.
Εάν ο Wing και οι συνεργάτες του είναι σωστοί και το γεγονός της παγκόσμιας υπερθέρμανσης PETM είναι παρόμοιο με το σημερινό, γνωρίζουμε ότι δεν είναι τέλεια σύγκριση. Ο κόσμος ήταν πολύ διαφορετικός τόπος πριν από 55 εκατομμύρια χρόνια. Για παράδειγμα, ακόμη και πριν από την PETM, ο πλανήτης ήταν ήδη τόσο ζεστός ώστε δεν υπήρχαν παγοπέδιλα. Ούτε πρέπει να πάμε πάρα πολύ άνετα από το γεγονός ότι το PETM δεν προκάλεσε μεγάλη μαζική εξαφάνιση, λέει ο Wing, επειδή η σημερινή υπερθέρμανση του πλανήτη δεν απειλεί την ύπαρξη του είδους μας, απειλεί τον τρόπο ζωής μας. "Αυτό που μιλάμε είναι μαζικές αλλαγές που θα μπορούσαν να προκαλέσουν μια μάλλον απίστευτη ποσότητα ανθρώπινου πόνου και απώλειας των πραγμάτων που όλοι αγαπούμε", λέει.
