Около 50 миллионов лет назад в мягкой Арктике процветали большие змеи, аллигаторы, гигантские черепахи и летающие лемуры. Это было время, когда в атмосфере Земли резко увеличился выброс углекислого газа, вызывающего парниковый эффект, в результате чего высокие полярные регионы стали совершенно тропическими.
Ученые, изучающие климат прошлого, называемые палеоклиматологами, собрали множество доказательств того, что CO2 долгое время был доминирующим рычагом для изменения температуры Земли. Доказательства существуют в химических веществах, хранящихся в окаменелостях, которые показывают, сколько CO2 когда-то насыщало атмосферу. Теперь исследователи палеоклимата опубликовали наиболее полную на сегодняшний день историю выбросов углекислого газа Земли в прошлом, начиная с того, что динозавры вымерли около 66 миллионов лет назад (вероятно, в результате удара астероида). Исследование, показывающее сильнейшую связь между прошлыми уровнями CO2 и глобальной температурой, недавно было опубликовано в научном журнале Annual Review of Earth and Planetary Sciences.
Геологическая история за 66 миллионов лет показывает общую тенденцию постепенного, естественного снижения CO2 в течение десятков миллионов лет, что завершается геологически недавним ледниковым периодом. Важно отметить, что эта история также показывает экстремальный, неестественный, стремительный рост уровня CO2 за последние 150 лет.
«CO2, конечно, менялся и раньше, но это происходило медленно и предсказуемо», - сказал Джеймс Рэй, палеоклиматолог из Университета Сент-Эндрюс, который руководил новым исследованием. «То, что происходит сейчас, происходит намного быстрее, чем что-либо в геологической летописи. Ничто не сравнится с тем, что происходит сейчас».
Сейчас происходит то, что люди стали чрезвычайно опытными в выкапывании огромных количеств некоторых из самых богатых углеродом материалов на Земле «ископаемое топливо» и сжигают их. Большая часть этого углерода попадает в атмосферу. «Вы не можете придумать лучшего способа выбросить в атмосферу больше CO2», - сказал Рэй.
Важно отметить, что последние исследования также демонстрируют сильное соответствие между уровнями CO2 и прошлыми реконструкциями глобальных температур. Короче говоря, когда уровень CO2 был высоким, была и температура; когда уровень CO2 упал, упала и температура.
«Этот документ - демонстрация силы, обзор того, что мы знаем об истории CO2 за последние 60 [миллионов лет], широкий по охвату и всеобъемлющий по уровню детализации», - сказала Морин Реймо, палеоклиматолог и морской геолог. в Колумбийском университете. Он также рисует картину современных тенденций в области выбросов CO2. «Люди теперь представляют собой геологическую силу природы», поскольку мы осуществляем контроль над климатом планеты, - добавил Раймо, который не участвовал в исследовании.
На диаграмме ниже показана тесная связь между прошлыми уровнями CO2 и глобальными температурами.
Доказательство
Чтобы определить древний климат, возникший десятки миллионов лет назад, палеоклиматологи используют окаменелые свидетельства, такие как мертвые существа, сохранившиеся в океанской грязи. Они называются «прокси», термин, который относится к сохранившимся материалам, которые предоставляют подсказки или доказательства прошлой окружающей среды. Для изучения CO2 за последние 66 миллионов лет исследователи использовали химические данные, хранящиеся в крошечных, обычных и широко распространенных окаменелых раковинах (называемых фораминиферами), и органические соединения (называемые алкенонами), производимые водорослями.
Эти существа чувствительны к изменениям химического состава СО2 в океане (включая кислотность), который контролируется количеством СО2 в атмосфере. (Океаны впитывают CO2 из воздуха, естественным образом образуя углекислоту, которая делает океаны более кислыми - процесс, который происходит, когда вы читаете это.) Это надежный способ выяснить прошлый климат Земли.
«Мы проводим экологическую экспертизу», - пояснил Рэй. «Мы смотрим на следы изменения окружающей среды, оставленные на геологической летописи».
Фораминиферы - хороший тому пример. Они состоят в основном из карбоната кальция, как устрицы и кораллы. По мере того, как оболочки растут в океане, они смешиваются с горсткой других атомов. Одним из них является элемент бор, который незначительно меняется в зависимости от кислотности океана. Доказательства более кислого океана, хранящиеся в окаменелостях, приравниваются к более высокому уровню CO2 в атмосфере. Это позволяет палеоклиматологам, таким как Рэй, построить прошлые тренды CO2 за миллионы лет.
Ученые также могут оценить, какими были когда-то глобальные температуры, и сравнить их с уровнями CO2. Прошлые температуры выясняются путем анализа прошлых уровней моря (сохранившихся на древних пляжах), где были обнаружены определенные окаменелости (было явно довольно тепло, когда аллигаторы процветали в Арктике), химического состава окаменелых раковин и т. Д.
В этом последнем всестороннем исследовании прослеживается четкая и убедительная связь между прошлыми уровнями CO2 (измеренными морскими приборами) и глобальной температурой.
«Рэй и соавторы применяют современное понимание того, как на самом деле работают морские прокси-индикаторы CO2, что приводит к более точным данным по CO2», - отметил Том Марчитто, палеоклиматолог из Университета Колорадо в Боулдере, не участвовавший в исследовании. «Его соответствие с глобальной температурой за последние 66 миллионов лет очень поразительно и подтверждает, что CO2 является основным фактором глобального изменения климата».
Важно отметить, что палеоклиматологи не полагаются на какой-либо один прокси для выявления условий окружающей среды в глубоком прошлом. Они используют несколько прокси, таких как раковины и водоросли, использованные в новом исследовании.
«Эти два метода дают очень похожие результаты, что дает уверенность в том, что они являются надежными заменителями атмосферного CO2», - пояснила Кэтлин Джонсон, палеоклиматолог из Калифорнийского университета в Ирвине, не участвовавшая в исследовании.
Но зачем останавливать это конкретное исследование CO2 на 66 миллионах лет назад (во всяком случае, сейчас)? Что ж, как вы знаете, в то время Земля пережила драматическое вымирание, которое значительно изменило экосистемы и жизнь в них. Как известно, динозавры исчезли. Исследователи просто стали намного лучше понимать жизнь (например, раковины фораминифер) после того драматического, вызванного астероидом изменения окружающей среды на Земле, объяснила Рэй.
Но 65 или 66 миллионов лет - более чем достаточно времени, чтобы установить, что в значительной степени контролирует климат планеты. Как ранее сообщал Mashable:
«Уровни CO2 были чрезвычайно высокими в эпоху динозавров (которая закончилась 65 миллионов лет назад), возможно, в какой-то момент. От 2000 до 4000 частей на миллион. Огромные выбросы CO2 в результате непрекращающегося экстремального вулканизма, нагретой Земли не позволили динозаврам бродить по знойной Антарктике. Но за миллионы лет естественные процессы на Земле (особенно медленные, мучительные, но мощные процессы поглощения горными породами CO2 из атмосферы (прозванный «каменным термостатом») постепенно снижал уровень CO2».
В конце концов, к началу промышленной революции уровень CO2 стабильно колебался около 280 частей на миллион, или частей на миллион. С тех пор они выросли примерно до 416 промилле. Этот быстрый прыжок беспрецедентен в геологической летописи.
«Геологические данные, подобные этой, дают нам несколько громких предупреждений», - сказал Марчитто, отметив, что сегодняшние уровни CO2 являются самыми высокими за последние 3 миллиона лет. (Уровни моря тогда были примерно на 30 футов выше, чем сегодня, но возможно намного больше). «История человечества никогда не знала ничего подобного, и она продолжает расти», - сказал Марчитто.
Более того, уровень содержания CO2 в атмосфере растет намного быстрее, чем когда-либо с момента смерти динозавров. Насколько быстрее? «Мы можем с уверенностью сказать, что скорость антропогенного роста CO2 примерно в 10 раз быстрее, чем самое быстрое естественное изменение CO2 за последние 66 миллионов лет», - сказал Джонсон.
Человечество имеет мощное влияние.
«Мы стали геологической силой», - сказал Марчитто.
Источник: Mashable
Больше интересных новостей на сайте ФутуРита