Niespodziewane odkrycie. Metan ogrzewa Ziemię, ale i ją częściowo ochładza
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Niskie średnie temperatury na Ziemi, które umożliwiły uformowanie się pokryw lodowych na biegunach, są czymś rzadkim w historii naszej planety. Nowe badania, przeprowadzone przez zespół pod kierunkiem naukowców z University of Leeds, dowodzą, że aby takie warunki klimatyczne się pojawiły, musi dojść do zbiegu wielu złożonych procesów. Uczeni badali, dlaczego Ziemia przez zdecydowaną większość swojej historii była znacznie cieplejsza niż obecnie i nie istniały na niej pokrywy lodowe na biegunach.
Dotychczas proponowano wiele hipotez, które miały wyjaśnić pojawianie się glacjałów na Ziemi. Mówiono o zmniejszonym wulkanizmie, zwiększonym pochłanianiu atmosferycznego węgla przez roślinność czy też o reakcji dwutlenku węgla ze skałami. Ciepłe warunki klimatyczne farenozoiku zostały przerwane przez dwa długotrwałe okresy ochłodzenia, w tym obecny, trwający od około 34 milionów lat. Te chłodniejsze okresy zbiegają się z niższą zawartością CO2 w atmosferze, jednak nie jest jasne, dlaczego poziom CO2 spada, piszą naukowcy na łamach Science Advances.
Na potrzeby badań stworzyli nowy długoterminowy „Earth Evolution Model”. Jego powstanie było możliwe dzięki ostatnim postępom w technikach obliczeniowych. Model pokazał, że wspomniane ochłodzenia spowodowane były nie pojedynczym procesem, a ich zbiegiem. To wyjaśnia, dlaczego okresy chłodne są znacznie rzadsze od okresów ciepłych.
Wiemy teraz, że powodem, dla którego żyjemy na Ziemi z pokrywami lodowymi na biegunach, a nie na planecie wolnej od lodu, jest przypadkowy zbieg bardzo małej aktywności wulkanicznej i bardzo rozproszonych kontynentów z wysokimi górami, które powodują duże opady i w ten sposób zwiększają usuwanie węgla z atmosfery. Bardzo ważnym wnioskiem z naszych badań jest stwierdzenie, że naturalny mechanizm klimatyczny Ziemi wydaje się faworyzować istnienie gorącego świata z wysokim stężeniem CO2 i brakiem pokryw lodowych, a nie obecny świat z niskim stężeniem CO2, pokryty częściowo lodem, mówi główny autor badań, Andrew S. Meredith. To prawdopodobnie preferencja systemu klimatycznego Ziemi ku gorącemu klimatowi uchroniła naszą planetę przed katastrofalnym całkowitym zamienieniem naszej planety w lodową pustynię. Dzięki niej życie mogło przetrwać.
Drugi z głównych autorów badań, profesor Benjamin Mills zauważa, że z badań płyną bardzo ważne wnioski. "Nie powinniśmy spodziewać się, że Ziemia zawsze powróci do chłodniejszego okresu, jaki charakteryzował epokę przedprzemysłową. Obecna Ziemia, z jej pokrywami lodowymi jest czymś nietypowym w historii planety. Jednak ludzkość zależy od tego stanu. Powinniśmy zrobić wszystko, by go zachować i powinniśmy być ostrożni, czyniąc założenia, że zatrzymując emisję powrócimy do stanu sprzed globalnego ocieplenia. W swojej długiej historii klimat Ziemi był przeważnie gorący. Jednak w czasie historii człowieka był chłodny.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Toronto bezpośrednio powiązali spadek populacji niedźwiedzi polarnych żyjących w zachodniej części Zatoki Hudsona ze zmniejszającą się wskutek globalnego ocieplenia powierzchnią lodu morskiego. Opracowany model wykazał, że liczba niedźwiedzi się zmniejsza, gdyż zwierzęta nie są w stanie zapewnić sobie wystarczającej ilości energii, gdyż krócej mogą polować na foki. Utrata lodu morskiego oznacza, że niedźwiedzie coraz mniej czasu w roku spędzają na polowaniach, a coraz więcej poszczą na lądzie, mówi główna autorka badań, Louise Archer.
Skrócenie sezonu polowań negatywnie wpływa na równowagę energetyczną zwierząt, co prowadzi do zmniejszenia reprodukcji, spadku przeżywalności młodych i spadku liczebności całej populacji. Wykorzystany model badał ilość energii, jaką niedźwiedzie pozyskują obecnie polując na foki i ilość energii, jaką potrzebują, by rosnąć i się rozmnażać. Unikatową cechą tego modelu jest jego zdolność do śledzenia pełnego cyklu życiowego poszczególnych zwierząt. Wyniki uzyskane z modelu porównano z danymi dotyczącymi niedźwiedzi z zachodnich regionów Zatoki Hudsona, zgromadzonymi w latach 1979–2021. W ciągu tych 42 lat populacja niedźwiedzi spadła o niemal 50%. Zmniejszyła się też masa poszczególnych osobników. W ciągu 37 lat waga przeciętnej dorosłej samicy zmniejszyła się o 39 kilogramów, a przeciętnego 1-rocznego zwierzęcia o 26 kg.
Okazało się, że model trafnie opisał, że takie procesy miały miejsce, co oznacza, że będzie też dobrze przewidywał to, co stanie się w przyszłości. Co więcej jednak, wykazał, że istnienie związek pomiędzy zmniejszaniem się zasięgu lodu morskiego, a spadkiem populacji niedźwiedzi.
Im krócej niedźwiedzie mogą polować, tym mniej mleka wytwarza samica, co jest niebezpieczne dla młodych. Małe niedźwiadki zginą, jeśli przed pierwszym w życiu sezonem postu nie osiągną odpowiedniej masy ciała. Samice mają też mniej młodych – tutaj zauważono spadek o 11% w czasie 40 lat – a potomstwo pozostaje z nimi na dłużej, gdyż później zyskuje zdolność do samodzielnego przeżycia. To bardzo proste. Przeżywalność młodych ma bezpośrednie przełożenie na przeżycie populacji, dodaje Archer.
Zachodnia część Zatoki Hudsona od dawna uważana jest za region, w którym wcześnie pojawiają się zjawiska dotykające całej światowej populacji niedźwiedzi polarnych. Arktyka ociepla się 4-krotnie szybciej niż reszta globu, więc podobne problemy czekają inne populacje niedźwiedzi. To jedna z najbardziej na południe wysuniętych populacji i jest monitorowana od dawna, więc mamy bardzo dobre dane na jej temat, stwierdza profesor Péter Molnár, który specjalizuje się w badaniu wpływu globalnego ocieplenia na duże ssaki. Mamy bardzo solidne podstawy, by wierzyć, że to, co dzieje się z niedźwiedziami polarnymi tutaj, będzie działo się z tym gatunkiem w innych regionach. Tan model opisuje przyszłość niedźwiedzi, dodaje uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Grupa ekspertów postanowiła odpowiedzieć na pytanie, czy pozaziemska cywilizacja o podobnym do naszego poziomie rozwoju technologicznego, byłaby w stanie wykryć Ziemię i zdobyć dowody na istnienie ludzkości, a jeśli tak, to jakie sygnały mogliby wykryć i z jakiej odległości. Zespół, pracujący pod kierunkiem doktor Sofii Sheikh z SETI Institute, składał się ze specjalistów z projektu Characterizing Atmospheric Technosignatures oraz Penn State Extraterrestrial Intelligence Center.
Do przeprowadzenia analizy – pierwszej tego typu – naukowcy wykorzystali modele teoretyczne. Wykazały one, że pozaziemska cywilizacja z największej odległości mogłaby wykryć sygnały radiowe, takie jak te pochodzące z niedziałającego już Radioteleskopu Arecibo. Obcy mogliby zauważyć je z odległości do 12 000 lat świetlnych. Zatem sygnał taki mogłaby wykryć cywilizacja znajdująca się w połowie odległości między Ziemią a centrum Drogi Mlecznej.
Radioteleskop Arecibo nie istnieje, więc pozostają nam inne sygnały, na podstawie których można nas odnaleźć. Deep Space Network (DSN), używaną przez NASA sieć komunikacyjną do łączenia się z pojazdami przebywającymi w przestrzeni kosmicznej, obcy mogliby zauważyć z odległości 65 lat świetlnych.
Jednak tutaj musimy na chwilę się zatrzymać. W obu tych przypadkach – Arecibo i DSN – musimy pamiętać, że podane odległości są większe niż czas, jaki upłynął od uruchomienia tych urządzeń. Zatem ani pierwszy sygnał z Arecibo nie dotarł jeszcze na odległość 1200 lś, ani sygnału z DSN nie można zauważyć obecnie z odległości 65 lat świetlnych.
Im bliżej Ziemi, tych więcej technosygnatur, sygnałów świadczących o obecności cywilizacji technicznej. I tak sygnatury atmosferyczne, takie jak emisja dwutlenku azotu, są dla nas obecnie łatwiejsze do wykrycia niż były jeszcze dekadę temu. Dzięki takim instrumentom jak Teleskop Webba czy planowany Habitable Worlds Observatory (HWO) możemy zauważyć obcą cywilizację z większej niż wcześniej odległości. Tak więc cywilizacja dysponująca HWO mogłaby dostrzec nas z odległości 5,7 lat świetlnych. To odległość nieco większa, niż dystans dzielący nas od najbliższej gwiazdy, Proximy Centauri. Z podobnej odległości można zarejestrować lasery wycelowane w niebo. Ludzkość czasami korzysta z takich instrumentów jak Deep Space Optical Communications, którego NASA używa do testów technologii komunikacji laserowej w przestrzeni kosmicznej.
Z odległości 4 lat świetlnych można zauważyć sygnały sieci bezprzewodowych LTE. Z kolei sygnał z Voyagera jest widoczny z 0,97 roku świetlnego.
Obcy mogliby wykryć też światła miast. Szczególnie te generowane przez lampy sodowe, które mają unikatowe sygnatury. Ich obserwacja jest możliwa z odległości 0,036 roku świetlnego. To 2275 jednostek astronomicznych, a więc obszar położony w pobliżu wewnętrznych krawędzi Obłoku Oorta.
Z regionów Pasa Kuipera (30–50 au) obcy mogliby odnotować obecność miejskich wysp ciepła, a gdyby mieszkali na Marsie mieliby szansę zauważyć satelity krążące wokół Ziemi.
Celem badań było pokazanie, w jakim miejscu my sami znajdujemy się, jeśli chodzi o możliwość wykrywania technosygnatur świadczących o obecności pozaziemskich cywilizacji. W SETI nigdy nie zakładamy, że życie i poziom rozwoju technologicznego na innych planetach są takie same jak nasze. Jednak ocena naszych możliwości pozwala zobaczyć badania prowadzone przez SETI w odpowiednim kontekście, mówi współautor badań, Macy Huston.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Troje naukowców – Elizabeth A Barnes z Colorado State University, Noah S Diffenbaugh z Uniwersytetu Stanforda oraz Sonia I Seneviratne z EHT Zurich – zebrało dane z 10 modeli klimatycznych i przeanalizowało je za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji. Na łamach Environmental Research Letters poinformowali, że z tak przeprowadzonych badań wynika, iż globalne temperatury będą rosły szybciej niż zakładano, a jeszcze za naszego życia niektóre regiony doświadczą średniego wzrostu temperatury przekraczającego 3 stopnie Celsjusza.
Autorzy badań stwierdzili, że w 34 ze zdefiniowanych przez IPCC 43 regionów lądowych Ziemi średni wzrost temperatury przekroczy 1,5 stopnia Celsjusza do roku 2040. W 31 z tych 34 regionów należy spodziewać się wzrostu o 2 stopnie do roku 2040. Natomiast do roku 2060 w 26 regionach średnia temperatura wzrośnie o ponad 3 stopnie.
Regionami narażonymi na szybszy niż przeciętny wzrost temperatur są południowa Azja, region Morza Śródziemnego, Europa Środkowa i niektóre części Afryki Subsaharyjskiej.
Profesor Diffenbaugh zauważył, że ważne jest, by nie skupiać się tylko na temperaturach globalnych, ale zwracać uwagę na temperatury lokalne i regionalne. Badając, jak rośnie temperatura w poszczególnych regionach, będziemy mogli określić, kiedy i jakie skutki będą odczuwalne dla społeczności i ekosystemów tam żyjących. Problem w tym, że regionalne zmiany klimatyczne są trudniejsze do przewidzenia. Dzieje się tak dlatego, że zjawiska klimatyczne są bardziej chaotyczne w mniejszej skali oraz dlatego, że trudno powiedzieć, jak dany obszar będzie reagował na ocieplenie w skali całej planety.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2023 roku średnia temperatura była niemal o 1,5 stopnia wyższa od średniej sprzed rewolucji przemysłowej. Jednak naukowcy próbujący wyjaśnić ten wzrost, mają kłopoty z określeniem jego przyczyn. Gdy bowiem biorą pod uwagę emisję gazów cieplarnianych, zjawisko El Niño czy wpływ erupcji wulkanicznych, wciąż niewyjaśnione pozostaje około 0,2 stopnia wzrostu. Uczeni z Instytutu Badań Polarnych i Morskich im. Alfreda Wegenera (AWI) zaproponowali na łamach Science wyjaśnienie tego zjawiska. Według nich te brakujące 0,2 stopnia to skutek zmniejszającego się albedo – zdolności do odbijania światła – Ziemi.
Uczeni z AWI, we współpracy ze specjalistami od modelowania klimatu z European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), przeanalizowali dane satelitarne z NASA oraz ponownie przyjrzeli się danym ECMWF. Niektóre z nich pochodziły nawet z roku 1940. Na ich podstawie sprawdzili jak przez ostatnie dziesięciolecia zmieniał się globalny budżet energetyczny oraz pokrywa chmur na różnych wysokościach. Zarówno w danych NASA, jak i ECMWF, rok 2023 wyróżniał się jako ten o najniższym albedo planetarnym. Od lat obserwujemy niewielki spadek albedo. Ale dane pokazują, że w 2023 roku albedo było najniższe od co najmniej roku 1940, mówi doktor Thomas Rackow.
Zmniejszanie się albedo Ziemi naukowcy obserwują od lat 70. Częściowo za zjawisko to odpowiadało zmniejszanie się pokrywy lodowej oraz ilości lodu pływającego w Arktyce. Mniej śniegu i lodu oznacza, że mniej promieniowania słonecznego jest odbijane przez Ziemię. Od 2016 roku efekt ten został wzmocniony przez zmniejszanie się zasięgu lodu pływającego w Antarktyce. Jednak nasze analizy pokazywały, że spadek albedo w regionach polarnych odpowiada jedynie za 15% całkowitego spadku albedo, dodaje doktor Helge Goessling. Albedo zmniejszyło się też jednak w innych regionach planety i gdy naukowcy wprowadzili dane do modeli budżetu energetycznego stwierdzili, że gdyby nie spadek albedo od grudnia 2020, to średni temperatury w roku 2023 byłyby o 0,23 stopnie Celsjusza niższe.
Na zmniejszenie albedo wpłynął przede wszystkim zanik nisko położonych chmur z północnych średnich szerokości geograficznych i z tropików. Szczególnie silnie zjawisko to zaznaczyło się na Atlantyku, co wyjaśniałoby, dlaczego był on tak niezwykle gorący. Pokrywa chmur na średnich i dużych wysokościach nie uległa zmianie lub zmieniła się nieznacznie.
Chmury na wszystkich wysokościach odbijają światło słoneczne, przyczyniając się do ochłodzenia planety. Jednak te, które znajdują się w wysokich, chłodnych warstwach atmosfery, tworzą rodzaj otuliny, który zapobiega ucieczce w przestrzeń kosmiczną ciepła wypromieniowywanego przez Ziemię. Zatem utrata chmur położonych niżej oznacza, że tracimy część efektu chłodzącego, wpływ ocieplający chmur pozostaje.
Rodzi się więc pytanie, dlaczego niżej położone chmury zanikły. Częściowo przyczyną może być mniejsza antropogeniczna emisja aerozoli, szczególnie z powodu narzucenia bardziej restrykcyjnych norm na paliwo używane przez statki. Aerozole z jednej strony biorą udział w tworzeniu się chmur, z drugiej zaś – same odbijają promieniowanie słoneczne. Jednak badacze uważają, że czystsze powietrze to nie wszystko i mamy do czynienia z bardziej niepokojącym zjawiskiem.
Ich zdaniem to sama zwiększająca się temperatura powoduje, że na mniejszych wysokościach formuje się mniej chmur. Jeśli zaś znaczna część spadku albedo to – jak pokazują niektóre modele klimatyczne – skutek sprzężenia zwrotnego pomiędzy globalnym ociepleniem a nisko położonymi chmurami, to w przyszłości powinniśmy spodziewać się jeszcze bardziej intensywnego ocieplenia. Średnia temperatura na Ziemi może przekroczyć granicę wzrostu o 1,5 stopnia Celsjusza w porównaniu z epoką przedprzemysłową wcześniej, niż sądziliśmy, dodaje Goessling.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.