Znajdź zawartość

Profesor Nishant Malik z Rochester Institute of Technology opracował model matematyczny, który dowodzi, że to zmiany klimatyczne były prawdopodobną przyczyną rozkwitu i upadku cywilizacji doliny Indusu. Ta pierwsza wysoko rozwinięta cywilizacja na terenie subkontynentu indyjskiego, zwana też kulturą Mohendżo Daro lub kulturą harappańską (od Harappy), istniała równocześnie z cywilizacją starożytnego Egiptu i Mezopotamii. Jak twierdzi Malik, zagładę przyniosły jej zmiany wzorca monsunów. Malik stworzył nowy model matematyczny służący do pracy z danymi paleklimatycznymi. Informacje na temat klimatu z przeszłości możemy zdobyć badając np. obecność izotopów. Na przykład do odtworzenia ostatnich 5700 lat historii klimatu w regionie, że rozwijała się cywilizacja Mohendżo Daro, naukowcy wykorzystują izotopy obecne w stalagmitach Azji Południowej. Na ich podstawie można bowiem odtworzyć wzorce opadów. Malik zauważył, że narzędzia matematyczne używane obecnie do analizowania takich danych są bardzo niedoskonałe. Zwykle otrzymujemy krótkie serie danych, pełne różnego typu zakłóceń i obarczonych sporym marginesem niepewności, mówi uczony. Klimat i pogoda to systemy dynamiczne. Jednak matematyczną teorię systemów dynamicznych trudno jest zastosować do danych paleklimatycznych. Nowa metoda pozwala uzupełnić luki pomiędzy krótkimi seriami dostępnych danych, stwierdza uczony. Istnieje kilka różnych teorii dotyczących upadku cywilizacji Doliny Indusu. Mówi się o inwazji, trzęsieniach ziemi, zmianach klimatu. Ta ostatnia przyczyna jest uważana za najbardziej prawdopodobną, jednak to dopiero badania Malika dostarczają pierwszego matematycznego dowodu na jej prawdziwość. Przeprowadzone przez niego analizy wykazały, że do zmian wzorca monsunów doszło bezpośrednio przed pojawieniem się tej cywilizacji, a bezpośrednio przed jej upadkiem wzorzec monsunów ponownie uległ zmianie. Opracowana przez Malika metoda łączy w sobie trzy różne sposoby analizy nielinearnych serii danych: układów rekurencyjnych (recurrence plot), eigenmaps Laplace'a oraz informacji Fishera. Metodę tę zastosowano do danych paleoklimatycznych z Azji Południowej, obejmujących okres ostatnich 5700 lat. Jednym z najbardziej istotnych wydarzeń, jakie miały miejsce w tym czasie było pojawienie się i upadek cywilizacji doliny Indusu. Rozkwitała ona mniej więcej w latach 3300–1300 przed Chrystusem. Jest ona znana z infrastruktury miejskiej czy opracowania zaawansowanych systemów pomiaru długości i masy. Ostatnie badania wskazują, że mogła ona obejmować 5 milionów osób i rozciągała się od północno-wschodniego Afganistanu po północno-zachodnie Indie. Ewolucję tej cywilizacji można podzielić na trzy fazy: wczesną (3300–2600 p.n.e.), dojrzałą (2600–1900 p.n.e.) oraz późną (1900–1300 p.n.e.). Lata 1300–700 p.n.e. to okres postharappański po całkowitym upadku cywilizacji doliny Indusu. Na załączonej grafice widać, jak zmieniała się liczba osad w poszczególnych okresach i do jak dramatycznego spadku doszło w okresach końcowych. Specjaliści wymieniają trzy możliwe przyczyny upadku cywilizacji doliny Indusu. Są to inwazja plemion indo-aryjskich, trzęsienia ziemi oraz zmiana klimatu. Na inwazję nie mamy zbyt wielu dowodów, jednak istnieją dowody na trzęsienia ziemi, które mogły zmienić bieg systemów rzecznych zapewniających istnienie cywilizacji. Ostatnio jednak zaczęło pojawiać się coraz więcej dowodów wskazujących na zmiany klimatyczne jako przyczynę jej upadku. Malik i jego zespół podkreślają, że większość osad cywilizacji doliny Indusu było zlokalizowanych w systemie rzecznym Ghaggar-Hakra, który jest zasilany przez monsun. Dlatego też zmiany klimatu od dawna były brane pod uwagę jako przyczyna upadku cywilizacji. Brakowało jednak na to jednoznacznych dowodów. Dzięki nowej analizie danych paleoklimatycznych naukowcom udało się wykazać, że około 1500 lat przed naszą erą (± 88 lat) doszło do radykanej zmiany wzorca monsunów. Zmiana ta zbiega się w czasie z upadkiem cywilizacji. Jednak to nie wszystko. Wcześniej, bo około 3259 lat przed Chrystusem (± 88 lat) również zaszła zamiana. Ona z kolei zbiega się z pojawieniem się badanej cywilizacji. Wszystko wskazuje więc na to, że cywilizacja Mohendżo Daro pojawiła się i rozwijała pomiędzy dwiema zmianami wzorca monsunów, które zasilały system Ghaggar-Hakra. Co więcej, uczeni zaobserwowali też trzy zestawy danych odpowiadające trzem różnym dynamikom monsunu i różnym etapom ewolucji cywilizacji doliny Indusu. Jako, że opady monsunowe są wrażliwe na albedo Ziemi, naukowcy sądzą, że do pierwszej zmiany monsunów, która umożliwiła powstanie cywilizacji, przyczynił się koniec holoceńskiego optimum klimatycznego. Koniec ocieplania się klimatu spowodował pojawienie się korzystnego wzorca monsunów. Przez kolejnych 2000 lat monsuny były silniejsze i zasilały system rzeczny, nad którym rozwinęła się cywilizacja. Po tym czasie, prawdopodobnie z powodu zmian w zasięgu lodowców, monsuny osłabły, dolina Indusu zaczęła wysychać i nie była w stanie utrzymać dużej cywilizacji rolniczej. Badania Malika zostały opisane w artykule pt. Uncovering transitions in paleoclimate time series and the climate driven demise of an ancient civilization. « powrót do artykułu

Specjaliści z należącego do NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), University of Maryland oraz Woods Hole Research Center stworzyli szczegółową mapę wysokości lasów. Pomoże ona zrozumieć rolę, jaką odgrywają lasy w zmianach klimatu oraz w jaki sposób ich wysokość wpływa na zamieszkujące je gatunki. Mapę stworzono za pomocą umieszczonego na orbicie lasera, który zbadał wysokość lasów wysyłając w ich kierunku 2,5 miliona impulsów świetlnych. Dane z odbicia światła były następnie szczegółowo analizowane i porównywane z informacjami uzyskanymi z 70 stacji naziemnych. Badania wykazały, że, ogólnie rzecz ujmując, wraz ze wzrostem szerokości geograficznej, spada wysokość drzew. Najwyższe rośliny znajdują się w tropikach, a im bliżej biegunów, tym są niższe. Znaczącym wyjątkiem jest roślinność Australii i Nowej Zelandii znajdująca się w okolicach 40. stopnia szerokości południowej. Rosną tam eukaliptusy, należące do najwyższych roślin na Ziemi. Najnowsze pomiary wykazują, że lasy na naszej planecie są wyższe, niż wcześniej szacowano. Dotyczy to w szczególności lasów w tropikach i tajgi. Niższe za to niż sądzono są lasy na obszarach górskich. Nasza mapa to jeden z najdokładniejszych dostępnych obecnie pomiarów wysokości lasów na Ziemi - mówi Marc Simard z JPL. Nawet jednak te pomiary nie są doskonałe. Na ich dokładność wpływa bowiem zarówno stopień w jakim człowiek na poszczególnych obszarach zniszczył lasy, jak i różnice w wysokości poszczególnych drzew. Dla niektórych części globu pomiary będą zatem znacznie bardziej dokładne niż dla innych.

Aktualizacja: artykuł opublikowany w piśmie „Nature", został różnie zinterpretowany przez media. Jednak pola do interpretacji nie pozostawiają słowa Jaspera Kirkby'ego, który stwierdził, że przeprowadzone przez niego i jego kolegów badania nie mówią nic o możliwym wpływie promieniowania kosmicznego na chmury i klimat, ale są bardzo ważnym pierwszym krokiem w zrozumieniu tego zagadnienia. Wstępne wyniki wykazały bowiem, że promieniowanie kosmiczne ma spory wpływ na nukleację, że wysokoenergetyczne protony przyczyniają się do co najmniej 10-krotnego zwiększenia tempa nukleacji aerozoli, jednak powstające w ten sposób cząsteczki są zbyt małe by mogły posłużyć za zaczątek chmur. Eksperyment wykazał, że na wysokości kilku kilometrów do procesu nukleacji wystarczają para wodna i kwas siarkowy, a proce ten jest znacznie przyspieszany promieniowaniem kosmicznym. Na wysokości do 1 kilometra nad ziemią konieczna jest jeszcze obecność amoniaku. Co najważniejsze, badania CLOUD pokazały, że para wodna, kwas siarkowy i amoniak, nawet "napędzane" promieniowaniem kosmicznym, nie wyjaśniają zachodzącego w atmosferze procesu formowania się areozoli. Stąd wniosek, że zaangażowane weń muszą być jeszcze inne składniki. Jak zatem widzimy, pierwsze rezultaty uzyskane w ramach prowadzonego przez CERN eksperymentu CLOUD - Cosmics Leving Outdoor Droplets - nie sugerują (jak wcześniej informowaliśmy) że obecne modele klimatyczne powinny być znacznie zmienione. Z badań wynika jedynie, że promieniowanie z kosmosu odgrywa znacznie większą niż przypuszczano rolę w nukleacji aerozoli, jednak nie oznacza to jeszcze, że czynniki te prowadzą do formowaniu się chmur nad naszą planetą. Odkrycie CERN-u wpisuje się w polityczną walkę o określenie przyczyn globalnego ocieplenia, dlatego też naukowcy starają się przedstawić tylko i wyłącznie wyniki badań i nie podawać ich interpretacji. Indukowana przez jony nukleacja objawia się ciągłą produkcją nowych cząsteczek, które trudno jest wyizolować w czasie obserwacji atmosfery, gdyż istnieje bardzo dużo zmiennych. Jednak zjawisko to zachodzi na masową skalę w troposferze - mówi Jasper Kirkby, fizyk z CERN-u. Naukowcy doszli do takich wniosków wykorzystując akcelerator Proton Synchotron do badania zjawiska nukleacji z użyciem różnych gazów i temperatur. Ojcem teorii o Słońcu jako pośredniej przyczynie globalnego ocieplenia, w którym rolę odgrywa interakcja wiatru słonecznego i promieniowania kosmicznego, jest duński fizyk Henrik Svensmark. Jego zdaniem Słońce to jeden z czterech czynników odpowiedzialnych za zmiany klimatyczne. Trzy pozostałe to wulkany, zmiany w stanie klimatu do których doszło w 1977 roku oraz emisja zanieczyszczeń przez człowieka. Doktor Kirkby, który opisał dokładnie tę teorię w 1998 roku mówił wówczas, że promieniowanie kosmiczne odpowiada prawdopodobnie za połowę lub nawet całość wzrostu temperatury na Ziemi w ciągu ostatnich 100 lat. Jak dotychczas nie udało się tej tezy udowodnić.

Ze zmianami klimatycznymi można próbować walczyć na wiele sposobów, mało kto pomyślałby jednak o spożytkowaniu skorupek jaj. Tymczasem okazuje się, że zewnętrzna błona podskorupowa adsorbuje z atmosfery ilość dwutlenku węgla, która odpowiada niemal 7-krotności jej wagi. To rewelacyjny wynik, zważywszy że w październiku 2010 r. zawartość dwutlenku węgla w atmosferze wzrosła do 388 ppm (części na milion). Zespół Basaba Chaudhuriego z Uniwersytetu w Kalkucie przekonuje, że CO2 można by przechowywać w tej postaci do momentu wynalezienia opłacalnych energetycznie metod przekształcania dwutlenku węgla w czyste paliwo. Na tym zakres potencjalnych zastosowań się nie kończy, ponieważ już teraz dwutlenek węgla jest np. najczęściej stosowanym rozpuszczalnikiem nadkrytycznym w przemyśle spożywczym (czysty rozpuszczalnik znajduje się w stanie nadkrytycznym, gdy jego ciśnienie oraz temperatura przewyższają wartości krytyczne). Ekstrakcja nadkrytyczna z wykorzystaniem CO2 jest tak popularna ze względu na jego stosunkowo niskie parametry krytyczne, niepalność, nietoksyczność oraz niską cenę. Naukowcy z Kalkuty tłumaczą, że skorupę jaja pokrywa warstwa śluzu ochronnego – kutykula - która nie dopuszcza do wyschnięcia i zabezpiecza przed mikroorganizmami. Pod spodem znajdują się wapienna skorupka oraz zewnętrzna błona podskorupowa (pergaminowa), złożona z dwóch ściśle przylegających do siebie blaszek. Ma ona grubość ok. 100 mikrometrów. Na razie jej oddzielanie nie jest wydajnym procesem, ale warto o tym pomyśleć, bo w samych Indiach każdego roku zjada się 1,6 mln ton jajek. Chaudhuri i inni wykazali, że w roli separatora sprawdza się słaby kwas. Wg nich, by proces sprawdził się w skali przemysłowej, trzeba jednak uwzględnić oddzielanie mechaniczne.

Uczeni od dawna uważają, że zmiany klimatyczne doprowadzą do pojawienia się suszy na nowych obszarach. Jednak dopiero teraz, dzięki badaniom amerykańskiego Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR) dowiadujemy się, jak poważne kłopoty mogą nas czekać. Specjaliści postanowili przeprowadzić szczegółowe analizy za pomocą skali Palmer Drought Severity Index (PDSI). Na skali tej liczby dodatnie oznaczają wilgoć, a ujemne - suszę. Z obliczeń wynika, że na niektórych gęsto zaludnionych obszarach globu może przed końcem bieżącego wieku dojść do susz ocenianych na -15 do -20. Dla porównania, w najnowszej historii najpoważniejsze susze dotknęły w latach 70. ubiegłego wieku zachodni Sahel. W skali PDSI plasowały się one w przedziale -3 do -4. Na poważne susze będą narażone następujące regiony - dwie trzecie zachodnich obszarów USA, większość Ameryki Łacińskiej (szczególnie duże części Meksyku i Brazylii), basen Morza Śródziemnego, duże części południowo-zschodniej Azji, Azja Południowo-Wschodnia, większość Afryki i Australii. Z kolei ryzyko susz spadnie w większości północnej Europy, w Rosji, Kanadzie, na Alasce i niektórych obszarach półkuli południowej. W związku z takimi zmianami można spodziewać się problemów w produkcji żywności. W wielu wypadkach rolnictwa nie da się po prostu przenieść w inne obszary. Duże zmiany wilgotności i temperatury (in plus) zajdą w obszarach górskich, które będą w związku z tym łatwiejsze do zamieszkania. Jednak w związku z ukształtowaniem terenu są one słabo nasłonecznione, sezon wegetacji jest tam krótki, a ponadto występują zimne noce, co poważnie ogranicza możliwości uprawy. Uczeni podkreślają, że ich przewidywania opierają się aktualnych danych. To z kolei oznacza, że sytuacja może się zmieniać zarówno wraz ze zmieniającym się wpływem człowieka na klimat (czyli np. z poziomem emisji gazów cieplarnianych), jak i z naturalnymi zjawiskami kształtującymi klimat na całym globie (np. El Niño).

Od dłuższego już czasu z całego świata nadchodzą informacje o spadku liczby zapyleń dokonywanych przez pszczoły. Najnowsze badania przeprowadzone przez uczonych z University of Toronto potwierdzają ten niepokojący trend i wskazują na jego przyczyny. Profesor James Thomson z Wydziału Ekologii i Biologii Ewolucyjnej stwierdził: Liczba pszczół mogła spaść w rejonie naszych badań, jednak sądzimy, że znacznie ważniejszym czynnikiem jest powodowany przez zmiany klimatyczne rozdźwięk czasowy pomiędzy porami kwitnięcia, a wychodzenia pszczół z hibernacji - mówi Thomson. Uczony jest autorem jednych z najdłuższych w historii badań nad zapylaniem roślin. Przez 17 lat zajmował się on populacją dzikich lilii w Górach Skalistych stanu Koloradu. Odnotował spadek liczby zapylonych kwiatów, ale zauważył też, że do największych spadków dochodzi na początku sezonu. Naukowiec trzy razy w roku porównywał owocowanie roślin zapylanych przez pszczoły z zapylanymi sztucznie. Na początku roku, gdy królowe jeszcze hibernują, owocowanie jest szczególnie małe. To sugeruje, że do negatywnych zmian w zapyleniu dochodzi nawet tam, gdzie środowisko jest wolne od zanieczyszczeń i ludzkiej interwencji. Negatywny wpływ mają zmiany klimatyczne - mówi Thomson.

Naukowcy z Purdue University i University of New South Wales postanowili wyliczyć najwyższą tolerowaną przez człowieka temperaturę mokrego termometru (wet-bulb temperature, WBT). Przy okazji dowiedzieli się, że w nadchodzących stuleciach niektóre obszary Ziemi mogą nie nadawać się do zamieszkania przez ludzi. Temperatura mokrego termometru odpowiada temperaturze odczuwanej, gdy mokra skóra jest wystawiona na działanie poruszającego się powietrza. Pod uwagę brana jest zatem zarówno sama temperatura jak i wilgotność. Jak informuje Matthew Huber, współautor badań, z wyliczeń wynika, że dla człowieka i większości ssaków śmiertelna jest sześciogodzinna lub dłuższa ekspozycja na temperaturę mokrego termometru przekraczającą 35 stopni Celsjusza. Naukowcy informują, że jeśli spełnią się najgorsze z rozsądnie przewidywanych scenariuszy dotyczących globalnego ocieplenia, to, po raz pierwszy w historii ludzkości, pewne tereny naszego globu nie będą się nadawały do zamieszkania właśnie ze względu na zbyt wysokie temperatury. Obecnie tego typu warunki zdarzają się np. u wybrzeży Arabii Saudyjskiej, gdzie gorące bardzo wilgotne powietrze znad oceanu napływa nad gorący ląd. Na szczęście jest to zjawisko krótkotrwałe. Uczeni nie sprawdzali prawdziwości scenariuszy dotyczących zmian klimatycznych na Ziemi, ale skupili się nad ich wpływem na człowieka. Niekorzystne warunki mogą przejściowo panować na terenie całych krajów, powodując, że niezbędna stanie się adaptacja do nich. Można to uczynić np. dzięki szerszemu rozpowszechnieniu systemów do klimatyzacji. To jednak oznacza, że zapotrzebowanie na energię będzie okresowo bardzo rosło i tu pojawia się pytanie, czy kraje Trzeciego Świata będą w stanie zapewnić ją swoim obywatelom. Trzeba pamiętać, że nawet wówczas narażone będą zwierzęta hodowlane, od których zależy nasz los, a ponadto w takich warunkach każda praca na zewnątrz będzie obarczona poważnym ryzykiem - mówi Huber. Profesor Steven Sherwood z Climate Change Research Centre na University of New South Wales wyjaśnia, że graniczna temperatura mokrego termometru to po prostu punkt, w którym przegrzejemy się nawet wówczas, gdy staniemy nago w cieniu przed włączonym olbrzymim wiatrakiem i będziemy sączyli napoje. Wyliczyliśmy, że wzrost średnich temperatur o 7 stopni Celsjusza spowoduje, że na niektórych obszarach globu zostanie przekroczony limit temperatury mokrego termometru, a przy wzroście o 12 stopni Celsjusza połowa Ziemi nie będzie nadawała się do zamieszkania. Jeśli rozważamy ryzyko związane z emisją węgla, to taki najgorszy scenariusz powinniśmy brać pod uwagę. To jak różnica pomiędzy ruletką a rosyjską ruletką. Czasami ryzyko jest zbyt wielkie, nawet jeśli szansa przegranej jest bardzo mała - dodaje Huber. Same procesy metaboliczne w naszych ciałach generują około 100 watów podczas spoczynku. Aby schłodzić ciało konieczne jest, by skóra była chłodniejsza od jego wnętrza i by otoczenie było chłodniejsze od skóry. Jeśli warunki te nie zostaną spełnione i temperatura mokrego termometru uniemożliwi skórze oddawanie ciepła, istnieje ryzyko śmiertelnego przegrzania organizmu. Profesor Huber zauważa, że temperatury uniemożliwiające życie człowieka panowały na Ziemi przed około 50 milionami lat, niewykluczone zatem, że znowu się pojawią. Stąd też, jego zdaniem, przy rozważaniu możliwych konsekwencji zmian klimatycznych powinniśmy brać pod uwagę i tego typu scenariusz.

Amerykańscy naukowcy ostrzegają, że ocieplanie klimatu może spowodować wyginięcie wielu tropikalnych gatunków owadów. Do końca wieku wiele z nich zniknie z powierzchni naszej planety. To z kolei będzie miało niekorzystny wpływ na zapylanie roślin i produkcję żywności. Owady w tropikach są bardziej wrażliwe na zmiany temperatury, niż insekty z wyższych szerokości geograficznych. Te drugie będą lepiej się mnożyły w cieplejszym klimacie. Uczeni zauważyli, że zmiany klimatyczne, jakie zaszły w latach 1950-2000 wpłynęły niekorzystnie na 38 gatunków owadów. W tropikach wiele zmiennocieplnych gatunków żyje w optymalnych warunkach temperaturowych - mówi Joshua Tewksbury z University of Washington. Jeśli jednak optymalna temperatura zostanie przekroczona, nie dadzą sobie one rady - dodaje uczony. Jego zdaniem część gatunków może wyginąć, a niektóre będą migrowały albo na tereny położone wyżej, albo na wyższe szerokości geograficzne.

Uczeni uważają, że globalne ocieplenie sprawi, iż przed rokiem 2100 powstaną nowe strefy klimatyczne. Znikną niektóre strefy polarne i górskie, a w tropikach pojawią się nowe, jeszcze nieznane. Jack Williams, geograf z University of Wisconsin-Madison, główny autor badań uważa, że rośliny i zwierzęta żyjące w zanikających strefach klimatycznych będą narażone na wyginięcie. Wykazaliśmy, że strefy klimatyczne zanikają, nie tylko regionalnie, ale na skalę globalną, a gatunki, które w nich żyją, nie mają się gdzie podziać – mówi Williams. Dotychczasowe badania wskazywały, że zagrożone są gatunki w poszczególnych regionach, np. w lasach deszczowych Kostaryki czy w RPA. Obecnie wykazano, że to problem na skalę całej planety. Do 2100 roku na niektórych szerokościach geograficznych temperatura może wzrosnąć o 8 stopni Celsjusza. Oznacza to, iż strefy gorące się rozszerzą kosztem stref polarnych. Zagrożone wyginięciem będą niedźwiedzie polarne i foki. Największe zmiany temperatury zajdą na biegunach. Wraz z topnieniem lodów będą one odbijały mniej promieniowania słonecznego, co przyspieszy ich ogrzewanie się. Z drugiej strony mocno mogą ucierpieć rejony równikowe. Normalnie temperatury i opady są tam bardzo stabilne, więc wszelkie zmiany będą bardzo odczuwalne.

Drzewa korkowe oraz dęby korkowe z nieznanej przyczyny tracą liście i usychają. Ponieważ dzieje się to w zastraszającym tempie, władze WWF (World Wildlife Fund) zwołały w tej sprawie dwudniową konferencję. Odbywa się ona w Portugalii, w mieście Evora. Giną nie tylko drzewa na terenie Portugalii, będącej największym światowym producentem korka, ale także w obrębie państw basenu Morza Śródziemnego — stwierdza Luis Silva. Na razie jeszcze nie wiemy, czy jest to skutek choroby, czy zmian klimatycznych. Dlatego kwestia ta będzie jeszcze badana — powiedział Silva agencji informacyjnej Lusa. Spotkanie zorganizowały wspólnie WWF, portugalskie Ministerstwo Rolnictwa, Międzynarodowe Stowarzyszenie Lasów Śródziemnomorskich (International Association for Mediterranean Forests) oraz Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO). W konferencji biorą udział eksperci z Portugalii, Hiszpanii, Francji, Algierii, Tunezji i USA. Portugalia wytwarza 160 tys. ton korka rocznie. Granicząca z nią Hiszpania jest drugim światowym producentem tego naturalnego tworzywa. Tuż za nią uplasowały się Algieria, Włochy, Maroko, Tunezja i Francja.