Ryzykujemy wywołaniem najgwałtowniejszych zmian klimatu w dziejach Ziemi

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Jeśli chcemy dowiedzieć się, jak może zmieniać się klimat naszej planety, powinniśmy poszukać wskazówek w przeszłości. Pozostaje jedynie pytanie, jak daleko w przeszłość powinniśmy sięgnąć, by odnaleźć okres, w którym zachodziły podobne zmiany klimatyczne co obecnie. Wiemy na pewno, że od czasu prowadzenia pomiarów przez człowieka, Ziemia nie doznawała podobnych zmian. Wykorzystując pośrednie pomiary temperatury, czyli badając zmiany w skałach czy lodzie, możemy stwierdzić, że od czasu epoki lodowej nie mieliśmy do czynienia z podobnym ociepleniem. Oczywiście samo wychodzenie z epoki lodowej wiązało się ze znaczącym ociepleniem klimatu, ale jego natura była inna, związane było ono ze zmianami orbity ziemi, topniejącym lodem i wzrostem koncentracji gazów cieplarnianych.

Jeśli chcemy znaleźć okres gwałtownego ocieplania się klimatu spowodowany wyłącznie przez gazy cieplarniane musimy cofnąć się o 56 milionów lat do paleoceńsko-eoceńskiego maksimum termicznego (PETM). Wiemy, że zostało ono zapoczątkowane przez nagły wzrost dwutlenku węgla w atmosferze, co pociągnęło za sobą wzrost temperatury i zmianę pH oceanów. Wiemy, że w czasie PETM w ciągu 20 000 lat średnia temperatura na Ziemi wzrosła o około 5 stopni Celsjusza i że powrót do wcześniejszych warunków klimatycznych trwał około 200 000 lat. Nie wiemy natomiast, jak wiele węgla trafiło do atmosfery i jakie było jego źródło.

Autorzy najnowszych badań, których wyniki opublikowano w Nature, stwierdzili, że w atmosferze znalazło się dodatkowo 10 000 gigaton węgla, co sugeruje, że uwolnił się on z wulkanów. To niepokojące odkrycie, gdyż potwierdza tylko, że podczas tak katastrofalnego i gwałtownego zjawiska jak PETM stężenie CO₂ w atmosferze zwiększało się znacznie wolniej niż obecnie.

Międzynarodowy zespół naukowy, badający obecnie to zjawisko, postanowił podejść do problemu odmiennie niż inne grupy. Uczeni wzięli pod uwagę pewne wartości graniczne. Jedną z nich była temperatura. Musieli sprawdzić, jak wiele węgla powinno trafić do atmosfery, by średnie temperatury na Ziemi wzrosły o 5 stopni Celsjusza. Drugi to izotopy węgla. Powinno uwolnić się tyle pierwiastka, by zmienić stosunek izotopów, chociaż w tym przypadku diabeł tkwi w szczegółach i skład izotopowy zależy od źródła emisji węgla. Trzecim ograniczeniem jest zmiana pH oceanów. Dwutlenek węgla rozpuszcza się w oceanach zmniejszając wartośc pH. Rozmiar zmiany powie nam, jak wiele węgla się rozpuściło, a zatem jak wiele węgla było w atmosferze.

Do sprawdzenia pH oceanów posłużyły naukowcom izotopy boru. Informacje o nich uzyskano z muszli organizmów z osadów w Północnym Atlantyku. Pomiary wykazały, że podczas PETM pH oceanów zmniejszyło się o 0,27 co biorąc pod uwagę ich olbrzymią objętość jest znaczną zmianą.

Chcąc przełożyć dane na konkretne wartości naukowcy wykorzystali modele opisujące zależności pomiędzy klimatem a oceanami. Przeprowadzili tygodniowe symulacje dla całego trwającego 200 000 lat okresu PETM i na każdym kroku sprawdzali, czy dana ilość węgla w atmosferze prowadziłaby do konkretnych zmian w pH oceanów, temperaturze atmosfery i stosunku izotopów węgla.

Ostatecznie stwierdzili, że w czasie PETM w ciągu 50 000 lat do atmosfery trafiło dodatkowo 10 000 gigaton węgla. Daje to średnio 0,2 gigatony rocznie. Szczytowa roczna dodatkowa emisja wynosiła 0,6 gigaton, chociaż niewykluczone są krótkie okresy jeszcze większej emisji. Dla porównania – obecna emisja powodowana przez człowieka to 10 gigaton rocznie.

Wielkość emisji oraz zbadanie składu izotopowego węgla pozwoliły naukowcom stwierdzić, że pierwotnym podstawowym źródłem dodatkowego węgla w atmosferze była działalność wulkaniczna. Wulkany odpowiadały za ponad 75% dodatkowej emisji.

Pierwszym i podstawowym powodem, dla którego powinniśmy się martwić obecnymi zmianami klimatycznymi jest fakt, że obecna antropomorficzna emisja jest znacznie wyższa. Gdyby porównać to do dzisiejszej emisji to PETM rozpocząłby się w ciągu 200-500 lat, napisali autorzy wspomnianych badań. Tymczasem procesy, które rozpoczęły PETM, trwały 100 razy dłużej. To oznacza, że obecnie mamy do czynienia z rekordowo szybkim, o ile nam wiadomo, zwiększaniem się stężenia węgla w atmosferze. Oczywiście nie można wykluczyć, że Ziemia w przeszłości już czegoś takiego doświadczyła, jednak dotychczas nauka nie znalazła żadnych wskazówek, by tak rzeczywiście było.

Badania potwierdziły też, że powrót do stanu pierwotnego trwał bardzo długo. Wzrost temperatury i stężenia dwutlenku węgla mógł przyczynić się do rozrostu świata roślinnego, jednak nie wydaje się, by to z kolei miało jakiś znaczący wpływ na wychwytywanie węgla z atmosfery. Wręcz przeciwnie, dowody wskazują na to, że to chemiczne wietrzenie skał oraz rozpuszczanie węgla w oceanach przyczyniało się do oczyszczania atmosfery.

Badania przynoszą też i dobre wieści. Pierwsza z nich dotyczy metanu uwięzionego w postaci klatratów w oceanach czy zamkniętego w wiecznej zmarzlinie. Jakaś część tego gazu mogła uwolnić się w czasie PETM, ale nic nie wskazuje na to, że był to masowy proces. To zaś sugeruje, że ocieplanie się klimatu wcale nie musi doprowadzić do kolejnej katastrofy, czyli gwałtownego uwolnienia metanu do atmosfery. Z badań wynika też, że wrażliwość klimatu na dwutlenek węgla nie rośnie w miarę wzrostu temperatury. Jeśli by tak było, to można by się obawiać, że im więcej CO₂ wyemitujemy do atmosfery, tym gwałtowniejsze zmiany będą w niej zachodziły.

Warto jednak pamiętać, że PETM było okresem niezwykle szybkich, gwałtownych i dramatycznych zmian. Poziom obecnej emisji dwutlenku węgla sugeruje zaś, że czekają nas zmiany jeszcze bardziej gwałtowne. Takie, jakich Ziemia nigdy w przeszłości nie doświadczyła.

« powrót do artykułu

[Jack Malecki 1]

"Takie, jakich Ziemia nigdy w przeszłości nie doświadczyła."

 

A to dopiero mamy przedsionek początku, a już się robi kicha klimatyczna.