Η Γη έχει έναν εκπληκτικό νέο παίκτη στο παιχνίδι του κλίματος: οξυγόνο. Παρόλο που το οξυγόνο δεν αποτελεί θερμοκηπιακό θερμόμετρο, η συγκέντρωσή του στην ατμόσφαιρά μας μπορεί να επηρεάσει πόσο φως του ήλιου φτάνει στο έδαφος και νέα μοντέλα υποδηλώνουν ότι το φαινόμενο άλλαξε το κλίμα στο παρελθόν.
σχετικό περιεχόμενο
- Οι νεκρές ζώνες του Ωκεανού είναι χειρότερες παγκοσμίως λόγω της κλιματικής αλλαγής
- Περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα κάνει μερικές καλλιέργειες λιγότερο θρεπτικές
Το οξυγόνο αποτελεί επί του παρόντος περίπου το 21% των αερίων στην ατμόσφαιρα του πλανήτη, αλλά αυτό το επίπεδο δεν ήταν σταθερό πάνω από την ιστορία της Γης. Για τα πρώτα δύο δισεκατομμύρια χρόνια, υπήρχε λίγο οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Στη συνέχεια, περίπου 2, 5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, το οξυγόνο άρχισε να προστίθεται στην ατμόσφαιρα από τα φωτοσυνθετικά κυανοβακτήρια. "Το οξυγόνο παράγεται ως προϊόν αποβλήτων της φωτοσύνθεσης. Εξαρτάται από την αναπνοή ", εξηγεί ο κλινικός επιστήμονας του Πανεπιστημίου του Michigan Chris Poulsen, κύριος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε σήμερα στην επιστήμη .
Αυτό το απόβλητο προϊόν πυροδότησε μια μαζική εξαφάνιση γνωστή ως το Μεγάλο Γεγονός Οξυγόνωσης. Αλλά με την πάροδο του χρόνου αναπτύχθηκαν νέες μορφές ζωής που χρησιμοποιούν ή εξαλείφουν το οξυγόνο στην αναπνοή και τα επίπεδα ατμοσφαιρικού οξυγόνου συνέχισαν να αυξάνονται. "Η παραγωγή και η ταφή φυτικών ουσιών σε μεγάλες χρονικές περιόδους προκαλεί αύξηση των επιπέδων οξυγόνου", εξηγεί ο Poulsen. Τα επίπεδα μπορούν να πέσουν και πάλι όταν η παγιδευμένη αρχαία οργανική ύλη εκτίθεται στην ξηρά και στοιχεία όπως ο σίδηρος αντιδρούν με το οξυγόνο από την ατμόσφαιρα, μια αντίδραση που ονομάζεται οξειδωτική αντοχή. Ως αποτέλεσμα αυτών των διεργασιών, τα επίπεδα του ατμοσφαιρικού οξυγόνου κυμάνθηκαν από το χαμηλό 10% έως το υψηλό 35% τα τελευταία 540 εκατομμύρια χρόνια περίπου.
Ο Πούλσεν και οι συνάδελφοί του μελέτησαν το κλίμα και τα φυτά του παλαιού Παλαιοζωικού και κατά τη διάρκεια μιας συνάντησης άρχισαν να μιλάνε για το κατά πόσο τα επίπεδα οξυγόνου θα μπορούσαν κάπως να έχουν επηρεάσει το κλίμα στο παρελθόν. Μελέτες έχουν δείξει ότι το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα ήταν ο κύριος παράγοντας του κλίματος μέσα από το βαθύ χρόνο, οπότε οι περισσότεροι σκέψης του ρόλου του οξυγόνου ήταν αμελητέος.
Αλλά τα μοντέλα υπολογιστών που βασίζονται σε δεδομένα άνθρακα δεν μπόρεσαν να εξηγήσουν τα πάντα στο αρχείο. Για παράδειγμα, το Cenomanian, μια εποχή στα τέλη της Κρητιδικής, χαρακτηρίστηκε από υψηλό διοξείδιο του άνθρακα και αυξημένες θερμοκρασίες, αλλά μοντέλα αυτής της εποχής συνήθως φτύνουν τις πολικές θερμοκρασίες και τα ποσοστά κατακρημνίσεων που είναι πολύ χαμηλά σε σύγκριση με δεδομένα που λαμβάνονται από το παλαιογεωλογικό αρχείο. Έτσι, ο Poulsen άρχισε να τροποποιεί ένα κλιματικό μοντέλο για να ελέγξει την ιδέα του οξυγόνου και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι αλλαγές στη συγκέντρωση οξυγόνου είχαν πράγματι αντίκτυπο μέσω μιας σειράς ανατροφοδοτήσεων.
"Η μείωση των επιπέδων οξυγόνου μειώνει την ατμόσφαιρα, επιτρέποντας στο φως του ήλιου να φτάσει στην επιφάνεια της Γης", εξηγεί ο Poulsen. Περισσότερο ηλιακό φως αφήνει περισσότερη υγρασία να εξατμιστεί από την επιφάνεια του πλανήτη, πράγμα που αυξάνει την υγρασία. Επειδή οι υδρατμοί είναι αέριο θερμοκηπίου, περισσότερη θερμότητα παγιδεύεται κοντά στην επιφάνεια της Γης και οι θερμοκρασίες αυξάνονται. Η αυξημένη υγρασία και η θερμοκρασία οδηγούν επίσης σε αύξηση των βροχοπτώσεων. Αντιθέτως, όταν οι συγκεντρώσεις οξυγόνου είναι υψηλότερες, η ατμόσφαιρα γίνεται πιο παχιά και διασκορπίζει περισσότερο ηλιακό φως. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει λιγότερος υδρατμός για να παγιδεύει θερμότητα.
Η προσθήκη οξυγόνου σε άλλες χρονικές περιόδους θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο ακριβή μοντέλα του παρελθόντος του πλανήτη, λένε οι ερευνητές. Αλλά ο Poulsen προειδοποιεί ότι η μελέτη δεν έχει καμία επίδραση στα όσα είναι γνωστά για το σημερινό κλίμα της Γης. Το κλίμα του πλανήτη αλλάζει σήμερα, επειδή τα επίπεδα των αερίων θερμοκηπίου όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο αυξάνονται δραματικά - το οξυγόνο δεν αποτελεί παράγοντα.
"Τα επίπεδα οξυγόνου πέφτουν σήμερα, αλλά με πολύ αργό ρυθμό, περίπου δεκάδες μέρη ανά εκατομμύριο ετησίως", λέει. "Αυτό το ποσοστό είναι πολύ αργό για να επηρεάσει το κλίμα στον σύγχρονο κόσμο." Δώστε στον πλανήτη άλλα εκατομμύρια χρόνια, αν και, και οι μελλοντικοί επιστήμονες του κλίματος θα χρειαστεί να προσθέσουν οξυγόνο στα μοντέλα τους για να αποκτήσουν πλήρη εικόνα.
