Zemes klimatiskā vēsture. Mūsdienu dabaszinātņu panākumi. Nepieciešama palīdzība saistībā ar tēmu
Pasaules Meteoroloģijas organizācija izsauc trauksmi. Viņuprāt, nepatīkamie klimatiskie pārsteigumi, ko sagādājis aizvadītais gads, pārsniedz parastās laikapstākļu parādības. Un tie iznāk smagi.
Neapšaubāmi, histēriju ap globālo sasilšanu lielā mērā rada plašsaziņas līdzekļi. Tai pašai "tehnogēno klimata pārmaiņu" teorijai zinātnieku aprindās ir daudz pretinieku. Taču šķiet, ka šoreiz bailes ir visai pamatotas.
Meksika. 2012. gada vasara. Liellopi masveidā mirst no neticamā sausuma.
Pirmais nozīmīgais notikums bija rekords karstums, un tā rezultātā sausums, kas aptver plašas ASV, Krievijas, Austrālijas, Ķīnas un Brazīlijas teritorijas. “Tvaika pirts” ilga ne mazāk kā 2012. gada pirmos desmit mēnešus. Šis periods, pēc ekspertu domām, ieņem devīto vietu karstāko pasaules meteoroloģisko novērojumu vēsturē, ieskaitot deviņpadsmitā gadsimta otro pusi.
Otro reizi meteorologiem nācās piedzīvot "šoku un bijību" viesuļvētras dēļ "Smilšains" kas aptver ASV un Kanādas austrumu krastu. Elementu apjoms pārsteidza ekspertus. Pēc viņu domām, pagājušā gada viesuļvētra pārspēja visas līdzīgas katastrofas ne tikai apjoma, bet arī laika ziņā.
Līdzīgs vērtējums tika dots arī taifūnam "Bofa", kas novembra beigās skāra Filipīnas. Par tās upuriem kļuva aptuveni tūkstotis cilvēku, no kuriem astoņi simti četrdesmit bija pazuduši bez vēsts.
Bet, lai patiešām atcerētos meteorologu sirds atrašanās vietu ledāja kušanas rekords Arktikā. Šāds loms no siltumnīcefekta gāzu emisiju un globālās sasilšanas problēmās iesaistītajiem "sirmajiem" ledus speciālistiem nebija cerēts.
Neskatoties uz visu viņa mīlestību pret apokaliptiskām prognozēm. Ledus izkusa rekordīsā laikā. Šajā sakarā bijušais ASV viceprezidents Als Gors intervijā atzīmēja, ka vakara ziņu skatīšanās sāka izskatīties "Apokalipses tūre".
Mišela Jaro, Pasaules Meteoroloģijas organizācijas vadītājs, īpaši atzīmēja faktu, ka klimatiskie apstākļi Arktikā pērn bijuši normāli, kas nozīmē, ka ledāju kušanu izraisījusi vispārēja Zemes atmosfēras sasilšana. Protams, siltumnīcefekta gāzu emisiju dēļ.
Šī parādība ir tikai viens no desmitiem anomālu laika apstākļu, kas notika 2012. gadā, pārliecinot mūs, ka šķiet, ka anomālie kļūst par normu. Patīk vai nē, bet rādīs nākošais 2013. gads.
Balstīts uz mediju materiāliem
Sveiki!ŠisRaksts būs par klimata pārmaiņu tēmu. Es domāju, ka jūs interesēs, kā klimats ir mainījies uz Zemes visā tās vēsturē.
Neparastas laikapstākļu parādības, kas pēdējās desmitgadēs novērotas visā pasaulē, liecina, ka cilvēce atrodas uz globālas katastrofas sliekšņa.
Klimats uz mūsu planētas nekad nav bijis nemainīgs, un Zemes vēsturē tas ir vairākkārt mainījies.
Fosiliju un iežu izpēte ļāvusi iegūt informāciju par klimatiskajiem apstākļiem uz Zemes tālā pagātnē.
Piemēram, ogļu šuvju klātbūtne Antarktīdas zarnās (vairāk par šo kontinentu) liecina, ka reiz šajā ledus tuksnesī valdīja silts. Galu galā ogles veidojas no augu atliekām, kas plaukst tropos.
Tāpat iežu paraugi liecina, ka daļu Austrālijas, Dienvidamerikas dienvidaustrumu daļu un Āfrikas dienvidus pirms 300 miljoniem gadu klāja milzīgas ledus segas.
Dati, kas iegūti, pētot fosilijas un attiecas uz klimata pārmaiņām, apstiprina kontinentālās novirzes teoriju.
Citiem vārdiem sakot, mūsdienu zinātnieki uzskata, ka, mainoties zemes daļu novietojumam, mainās arī klimatiskie apstākļi.
Bet kontinentu dreifs (vairāk lasiet par kontinentālo dreifēšanu) ir lēns process un neizskaidro pēdējā ledus laikmeta cēloni, kas sākās pirms 1,8 miljoniem gadu, un toreiz pasaules karte daudz neatšķīrās no pašreizējās.
Tāpat šī teorija neizskaidro lielākās klimatiskās izmaiņas, kas notikušas pēdējo 10 000 gadu laikā pēc ledus laikmeta beigām.
Jo īpaši kontinentālais dreifs nav tieši saistīts ar neparastajiem laikapstākļiem, kas tika reģistrēti visā pasaulē 1970. un 80. gados.
pēcledus periods.
Laiks ziemeļu puslodē ledus laikmetā ne vienmēr bija auksts. Atdzišanas periodi (ledus loksnes pārvietojās no polārā reģiona uz dienvidiem) mijās ar siltiem periodiem (ledus izkusa, atkāpjas uz ziemeļiem).
Apmēram pirms 10 000 gadiem beidzās pēdējais ledus laikmets. Pētot stumbru augšanas gredzenus un dažādu koku ziedputekšņu saturu, zinātnieki atklāja, ka sākumā notika strauja klimata sasilšana.
Ledus izkusa un attiecīgi pacēlās okeāna līmenis, un daudzas zemes daļas tika appludinātas. Tātad, apmēram pirms 7500 gadiem Britu salas tika atdalītas no Eiropas (vairāk par šo pasaules daļu).
Pirms aptuveni 7000 gadiem Rietumeiropas klimats bija siltāks nekā mūsdienās. Ziemas mēnešu vidējā temperatūra bija par aptuveni 1°C augstāka, bet vasaras mēnešos par 2-3°C augstāka nekā šodien.
Tāpēc sniega robeža (mūžīgā sniega apakšējā robeža) bija par aptuveni 300 m augstāka nekā šobrīd.
Ziemeļrietumu Eiropas klimats pirms aptuveni 5000 gadiem kļuva sausāks un vēsāks. Un Sahāra tajos laikos bija savanna (stepe) ar daudziem ezeriem un upēm.
Turpmākas izmaiņas.
Vēsāks un mitrāks laiks Eiropas ziemeļrietumos sākās apmēram pirms 3000 gadiem. Alpu ielejas bija klātas ar ledājiem. Ezeros paaugstinājās ūdens līmenis, parādījās plaši purvi. Sahāra ir kļuvusi par tuksnesi.
Pēdējo 2000 gadu laikā zinātnieki informāciju par laika apstākļu izmaiņām ir saņēmuši no vēstures dokumentiem. Un pavisam nesen viņi izmanto datus, kas iegūti, ņemot dziļjūras serdes (cilindriskas akmeņu kolonnas) un urbjot akas ledus loksnēs.
Tātad kļuva zināms, ka no 400 līdz 1200 gadiem. n. e. Eiropas ziemeļrietumos valdīja siltāks, sausāks un salīdzinoši skaidrs laiks. Un Anglijā auga vīnogas.
XIII - XIV gadsimtā. Notika nākamais aukstums. Ziemā tādas upes kā Temza un Donava klāja bieza ledus kārta, kas mūsdienās ir retums. Indija musonu vēju trūkuma dēļ cieta no vasaras sausuma, un pašreizējo ASV dienvidrietumos (vairāk par šo valsti) bija ārkārtīgi sauss laiks.
"Mazais ledus laikmets" Eiropa piedzīvoja aptuveni no 1550. līdz 1880. gadam. Tad temperatūra nokritās līdz minimumam.
Pēdējie 100 gadi.
Klimats pēc 1880. gada pakāpeniski kļuva siltāks līdz 20. gadsimta 40. – 50. gadiem, kad vidējie rādītāji noslīdēja par aptuveni 0,2–0,3°C.
Līdz ar to notika arī izmaiņas globālajā nokrišņu sadalījumā, kas manāmas ar klimatisko zonu (vairāk par klimata zonām) pārvietošanos ziemeļu-dienvidu virzienā.
Acīmredzot arvien smagāka sausuma cēlonis Sāhelas zonā bija nelielas izmaiņas subtropu augsta spiediena apgabalos (saukti arī par "zirgu platuma grādiem").
Ekvatoriālās Āfrikas valstīs palielinājās nokrišņu daudzums, kas arī bija saistīts ar to. Tātad Viktorijas ezerā ūdens līmenis sāka celties, un tas draudēja appludināt piekrastes apmetnes.
Pamatojoties uz novēroto globālo atdzišanu, 70. gadu vidū zinātnieki nonāca pie secinājuma, ka tuvojas jauns ledus laikmets.
Zinātnieki uzskatīja, ka pēdējos 10 000 gadus varēja būt starpleduslaiks. Bet meteoroloģiskās stacijas visā pasaulē laikā no 1970. līdz 1980. gadam reģistrēja mēneša vidējās temperatūras pieaugumu.
Taču līdz 80. gadu beigām. kļuva skaidrs, ka kopš 1880. gada mēneša vidējā temperatūra faktiski ir palielinājusies par aptuveni 0,5°C.
To visu pavadīja neparasti laikapstākļi, tostarp agrīna pavasara atnākšana, maigas ziemas, karstākas vasaras, sausums un dažkārt spēcīgas vētras. Tas viss liecina, ka klimats uz Zemes kļūst siltāks.
Daudzi zinātnieki uzskata, ka visas šīs izmaiņas ir saistītas ar atmosfēras piesārņojumu.
Vulkāniskie pelni.
Kādi ir klimata pārmaiņu cēloņi? Par to ir daudz dažādu teoriju, taču zinātnieki bija vienisprātis, ka neviena no šīm teorijām neizskaidro visas daudzās laikapstākļu izmaiņas.
Kontinentu dreifs kā tāds īslaicīgi neietekmē laika apstākļus, taču tā ietekme (piemēram, vulkāniskā aktivitāte) tos noteikti var mainīt.
Piemēram, 1883. gadā pēc Krakatau vulkāna spēcīgākā izvirduma visu planētu apņēma vulkāna putekļu plīvurs. Tas palīdzēja samazināt saules starojuma daudzumu, kas sasniedza zemes virsmu.
1982. gadā Meksikā El Chichon vulkāna izvirduma rezultātā stratosfērā tika iemests milzīgs putekļu mākonis. Tiek uzskatīts, ka šī mākoņa masa ir 16 miljoni tonnu.
Mazāk saules siltuma nokļuva Zemes virsmā, bet par to, cik šis siltuma daudzums kļuva mazāks, zinātnieku viedokļi atšķīrās.
Taču šķiet pašsaprotami, ka, iestājoties intensīvas vulkāniskās aktivitātes periodam, planētas virsma atdziest, tas ir saistīts ar siltuma mākoņu uzkrāšanos.
No 1750. līdz 1900. gadam bija augsta vulkāniskā aktivitāte, kas varēja izraisīt "mazo ledus laikmetu".
Citas teorijas attiecas uz Saules aktivitāti. Tās enerģija nodrošina planētas gaisa masu kustību un aktīvi ietekmē klimatu.
Daži zinātnieki uzskata, ka lielas izmaiņas globālajā klimatā var izraisīt saules konstantes (atmosfērā nonākošā saules starojuma daudzuma) svārstības.
Zemes ass slīpums.
Šīs teorijas pamatā ir izmaiņas Zemes ass slīpuma leņķī pret apgriezienu orbītas ap Sauli plakni. Ir zināms, ka Zemes ass ir slīpa pret orbītas plakni 23,5° leņķī. Bet zināms arī tas, ka šis leņķis precesijas – Zemes rotācijas ass lēnās kustības (vairāk par Zemes rotāciju) dēļ pa riņķveida konusu, mainās.
Jo lielāks ir slīpuma leņķis, jo asākas atšķirības starp ziemas un vasaras sezonu. Pamatojoties uz jaunākajiem zinātnieku aprēķiniem, Zemes ass slīpuma izmaiņas apvienojumā ar izmaiņām Zemes apļveida orbītā var būtiski ietekmēt klimatu.
Cilvēka iejaukšanās dabā tiek uzskatīta par vienu no galvenajiem klimata pārmaiņu faktoriem.
Siltumnīcefekta gāzes.
Pastāvīgs oglekļa dioksīda satura pieaugums atmosfērā ir vēl viens klimata pārmaiņu faktors. Oglekļa dioksīdu sauc par "siltumnīcefekta gāzi". Tas darbojas kā siltumnīcas stikls – tas ir, ļauj Saules siltumam iziet cauri atmosfēru un neļauj pārpalikumam atgriezties kosmosā.
Siltuma bilance uz Zemes vienmēr ir palīdzējusi saglabāt.
Bet, palielinoties siltumnīcefekta gāzu daudzumam, atmosfērā tiek aizturēts arvien vairāk starojuma, kas nāk no virsmas, un tas neizbēgami noved pie tā, ka temperatūra paaugstinās.
Oglekļa dioksīda koncentrācija atmosfērā pirms 1850. gada bija aptuveni 280 daļas uz miljonu. Šis skaitlis bija pieaudzis līdz aptuveni 345 līdz 1989. gadam. Un līdz 21. gadsimta vidum tiek prognozēta koncentrācija aptuveni 400-600 promiles.
Iespējamās sekas.
Kas notiek, ja oglekļa dioksīda daudzums turpina pieaugt? Pastāv uzskats, ka, ja šīs gāzes saturs dubultosies, tas izraisīs vidējās temperatūras paaugstināšanos par 6 ° C, kas, protams, atstās ļoti nopietnas sekas uz planētu.
Oglekļa dioksīds, iespējams, ir atbildīgs par aptuveni 2/3 no globālās klimata sasilšanas pieauguma pēdējo 100 gadu laikā. Taču šeit nozīme ir arī citām gāzēm.
Piemēram, metāns, kas veidojas veģetācijai trūdot. Tas uztver 25 reizes vairāk siltuma nekā oglekļa dioksīds. Zinātnieki uzskata, ka aptuveni 15% no temperatūras pieauguma ir metāna dēļ, bet vēl 8% - mākslīgo gāzu – hlorēto un fluorēto ogļūdeņražu (CFC) dēļ.
CFC.
CFC ir gāzes, ko izmanto aerosola tvertnēs, ledusskapjos un mazgāšanas līdzekļu šķīdinātājos. Tos izmanto arī siltumizolācijas putās.
Lai gan tie ir sastopami nelielos daudzumos, CFC ir ievērojams sasilšanas efekts, jo tie aiztur 25 000 reižu vairāk siltuma nekā oglekļa dioksīds.
Turklāt CFC iznīcina ozona slāni 15-35 km augstumā virs Zemes virsmas. Mūsu planētu aizsargā plāns ozona slānis. Tas bloķē lielāko daļu bīstamā saules ultravioletā starojuma. Un CFC izdalīšanās atmosfērā izraisīja šī slāņa noplicināšanos.
zinātnieki astoņdesmito gadu sākumā. virs Antarktīdas tika atklāts "ozona caurums", un tās pašas desmitgades beigās virs Ziemeļu Ledus okeāna parādījās mazāks caurums.
Ozona slāņa noārdīšanās veicina ne tikai globālo sasilšanu, bet arī palielina ultravioletā starojuma kaitīgo ietekmi, kas draud ar ļoti nopietnām sekām visai dzīvībai uz Zemes.
Prognozes.
Pasaules temperatūras pieaugums par 0,5°C pēdējo 100 gadu laikā, no pirmā acu uzmetiena, ir sīkums. Taču daudzi zinātnieki uzskata, ka patieso globālās sasilšanas apjomu slēpj zemāka temperatūra, ko izraisa citi faktori, piemēram, vulkāniskie pelni vai cilvēka radītie tuksneša putekļi.
Pagaidām nav iespējams precīzi prognozēt klimata pārmaiņas nākotnē. Iemesls tam ir nepietiekams vides un meteoroloģiskais monitorings.
Taču lielākā daļa zinātnieku piekrīt, ka, lai gan zinātnisko pētījumu turpināšana ir svarīga, jau ir daudz pierādījumu par globālo sasilšanu, un ir nepieciešama steidzama rīcība, lai izvairītos no katastrofālām sekām uz planētu kopumā un visām dzīvības formām uz Zemes.
Tās ir klimata izmaiņas, kas notikušas uz mūsu planētas tās vēsturē. Zeme ir piedzīvojusi vairākus "ledus laikmetus", pēc tam sasilšanu, kas dabiski ietekmēja dzīvi. Un tagad mēs atkal esam uz jaunu klimata pārmaiņu robežas, un kad un kā tas notiks, mēs nezinām, mēs varam tikai gaidīt ...
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
||
Kopš Zemes veidošanās no protoplanetāra mākoņa, tās virsmas temperatūras režīmā ir notikušas spēcīgas izmaiņas. Pēc tam, kad gandrīz beidzās Zemes bombardēšana ar protoplanetārās vielas gabaliņiem, sabruka lielākā daļa elementu radioaktīvo izotopu, samazinājās plūdmaiņu enerģijas izkliede (sakarā ar Mēness atkāpšanos), un notika ievērojama zemes matērijas gravitācijas diferenciācija, siltuma avoti kļuva pārāk vāji, un galvenie faktori, kas ietekmē visas Zemes virsmas temperatūru kopumā, tikai Saules enerģijas plūsma, kas nonāk uz Zemi, kā arī apstākļi tās pārejai un atkārtotai izstarojuma plūsmai caur atmosfēru, palika. Tie. galvenie faktori bija tikai saules spožums, saules starojuma pārnešana pa zemes atmosfēru, kā arī siltumnīcas efekts.
Ja paskatās, kā Saules spožums un siltumnīcas efekts ir mainījies visā Zemes vēsturē, tad izrādās, ka Saules spožums un siltumnīcas efekts ir mainījušies dažādos virzienos – Saules spožums pakāpeniski palielinājās, bet siltumnīcas efekts kopumā. samazinājās (lai gan tam bija arī svārstības īsākā laika periodā). Šie daudzvirzienu procesi pēc tam, kad tie uzņēmās galveno lomu Zemes virsmas termiskā režīma veidošanā, ļāva uzturēt temperatūru uz Zemes virsmas samērā šaurā koridorā, kurā iespējama bioloģiskā dzīvība.
Sākotnējā Zemes pastāvēšanas brīdī, apmēram pirms 4,5 miljardiem gadu, Saules spožums bija aptuveni 1/3 no pašreizējās vērtības - tas ir saistīts ar faktu, ka, lai gan tāda zvaigzne kā Saule stabilā gandrīz nemainās. tā pastāvēšanas fāzē notiek dažas lēnas izmaiņas - kodolā esošais ūdeņradis pakāpeniski izdeg, un tas noved pie ļoti lēna, bet joprojām manāma pakāpeniska spilgtuma palielināšanās. Siltumnīcas efekts Zemes pastāvēšanas sākumposmā bija ļoti spēcīgs – tā laika ievērojamā Zemes uzkaršana protoplanētu atlūzu nokrišņu, augstās radioaktivitātes un citu nodaļas sākumā norādīto iemeslu dēļ izraisīja spēcīgu degazāciju. Zemes iekšienē oglekļa dioksīda un citu siltumnīcefekta gāzu plūsma atmosfērā bija liela, un nebija efektīvu veidu, kā tās izņemt no atmosfēras.
Rīsi. Zemes virsmas vidējās globālās temperatūras, oglekļa dioksīda un skābekļa satura izmaiņas Zemes atmosfērā, sākot no arhejas līdz mūsdienām, aptuvenākajā tuvinājumā
Ja Katarhejā lielākā daļa zemes virsmas bija izkususi (šeit, iespējams, īpaši nozīmīga loma bija sadursmes ar protoplanētu matērijas gabaliem, kas nokrīt virspusē, kinētiskajai enerģijai), tad Arhejas pirmajā pusē temperatūras uz virsmas jau bija noslīdēja līdz apmēram 150 grādiem pēc Celsija un pat zemāk, kas spēcīgas atmosfēras apstākļos ar augstu spiedienu ļāva sākt kondensēties ūdens tvaikiem. Šķidra ūdens klātbūtne iedarbināja ģeoķīmiskā, neorganiskā mehānisma mehānismus oglekļa dioksīda izvadīšanai no atmosfēras. Šajā laikā temperatūra pazeminājās līdz aptuveni 70–90 °C un saglabājās šajā līmenī gandrīz līdz Arheāna beigām. Arheāna beigās, apmēram pirms 2,5 miljardiem gadu, tektoniskā aktivitāte ievērojami samazinājās, kas samazināja zarnu degazēšanu. Arī oglekļa dioksīda izvadīšana no atmosfēras ir paātrinājusies. Rezultātā tikai simts ar pusi miljonu gadu laikā no atmosfēras tika izņemtas galvenās oglekļa dioksīda rezerves, un sākās pirmais spēcīgais apledojums zemes vēsturē, kas pazīstams kā hurons. Tas ilga vairāk nekā simts miljonus gadu, un vidējā temperatūra uz Zemes virsmas jūras līmenī tobrīd bija mazāka par 10 °C. Tomēr nākotnē atmosfērā notika oglekļa dioksīda uzkrāšanās, un temperatūras paaugstinājās, lai gan tās nesasniedza Arhejas vērtības. Pētījumi liecina, ka vidējā temperatūra lielākajā daļā proterozoika bija aptuveni 35–40 °C. Tomēr līdz proterozoika beigām spēcīgs jauns faktors sāka ietekmēt oglekļa dioksīda izvadīšanas procesus no atmosfēras.
Aptuveni pirms 900–600 miljoniem gadu uz Zemes atkal pagāja virkne spēcīgāko apledojuma. Šķiet, ka tos izraisīja fotosintēzei spējīgo dzīvo organismu plašā izplatība tajā laikā un ļoti labvēlīgos apstākļos organisko vielu apglabāšanai (skābekļa trūkums okeāna dziļumos) un oglekļa dioksīda izvadīšanai no atmosfēras. ilgs laiks. Šādu apledojuma periodisko pārmaiņu cēlonis, iespējams, izraisīja ļoti lielu oglekļa dioksīda daudzumu izvadīšana no atmosfēras ar biotas palīdzību, atdzišana un apledojums, un visbeidzot lielākās daļas biomasas nāve, kas izraisīja ievērojamu oglekļa atdalīšanas samazināšanos. dioksīds no atmosfēras, tā uzkrāšanās atmosfērā atkal un atkal uz sasilšanu un dzīvības atdzimšanu.
Bet fanerozoja sākumā, apmēram pirms 600 miljoniem gadu, atmosfērā jau bija sakrājies daudz skābekļa, turklāt arī okeāna dzīļu ūdens bija piesātināts ar skābekli, bioloģisko un ģeoķīmisko faktoru kombinācijas dēļ. Rezultātā ir iedarbināti arī mehānismi, kas efektīvi atdod daļu apraktā oglekļa no organiskām vielām atpakaļ atmosfērā oglekļa dioksīda veidā. Tie. Efektīvi sāka darboties arī aprakto organisko vielu oksidācijas procesi. Pateicoties tam, ir samazinājušās spēcīgas oglekļa dioksīda satura svārstības atmosfērā un attiecīgi siltumnīcas efekts, un klimata sistēma ir kļuvusi stabilāka.
Rīsi. a) Oglekļa dioksīda satura izmaiņas atmosfērā (pašreizējās koncentrācijas daudzkārtnēs), vidējā globālā temperatūra, vidējā temperatūra tropu platuma grādos, kā arī apledojuma lielums no fanerozoja sākuma (ap 600 milj. pirms gadiem) līdz mūsdienām (Crowley, T.J. and Berner, R.A., 2001, CO2 un klimata pārmaiņas, Science 292: 870-872); b) izlīdzināti dati par temperatūras izmaiņām no prekembrija laikmetiem līdz mūsdienām, norādot konkrētu temperatūras koridoru.
Tātad, sākot no fanerozoja, vidējās globālās temperatūras izmaiņas kopumā kļuva salīdzinoši nelielas, līdz 10-15 grādiem. Būtībā tas bija siltāks laikmets, salīdzinot ar mūsdienām, lai gan šajā laikā notika trīs apledojumi, kas tomēr nesasniedza proterozoiskā apledojuma mērogu. Tie ir apledojumi uz Augšordovika-Lejassilūra robežas (pirms 460-420 miljoniem gadu), vājais Augšdevona apledojums (pirms 370-355 miljoniem gadu) un visspēcīgākais no tiem - Permas-karbona. (pirms 350–230 miljoniem gadu). ), kas sākās karbonā. Tie ir saistīti ar oglekļa dioksīda izvadīšanas palielināšanos no atmosfēras, ar oglekļa apbedīšanas plūsmas palielināšanos šajos periodos (kas atspoguļojas pat oglekļa perioda nosaukumā). Turklāt, iespējams, ka klimata svārstības ar aptuveni 150-250 miljonu gadu periodiem (proti, cik daudz paiet starp lielajiem garajiem apledojumiem) ietekmē apraktā oglekļa uzkrāšanās iepriekšējos laikmetos. Sakarā ar okeāna garozas kustību un pastāvīgu niršanu un dažu plātņu slīdēšanu zem citām (subdukcija), oglekļa dioksīda un metāna izdalīšanos atmosfērā no vulkāniem modulē oglekļa rezerves, kas uzkrātas okeāna dibenā iepriekšējos laikmetos. .
Pēc ilga, gandrīz pastāvīgi silta mezozoja laikmeta temperatūra atkal sāka pakāpeniski pazemināties. Arī oglekļa dioksīda saturs atmosfērā kritās – kainozoja sākumā tas bija aptuveni piecas reizes lielāks nekā mūsdienu laikmetā.
Rīsi. Globālās vidējās temperatūras izmaiņas kainozoja laikmetā pēdējo 65 miljonu gadu laikā.
Raksturojot klimata pārmaiņas salīdzinoši aukstos laikmetos, jāuzsver viens īpaši svarīgs apstāklis. Pēc tam, kad kopējā temperatūras pazemināšanās sasniedza tādu vērtību, ka polu apvidū temperatūra noslīdēja diezgan tuvu 0°C, līdz ūdens sasalšanas punktam, Zemes klimatu sāka ļoti spēcīgi ietekmēt daudzi faktori, kas laika gaitā nebija tik pamanāmi. siltie laikmeti. Tas notiek tāpēc, ka tad pietiek pat ar nelielu ietekmi, lai polārajos apgabalos sāktu veidoties ledus cepures, kas nozīmē, ka starp nelielu sākotnējo atdzišanu un albedo pieaugumu ir jūtama atgriezeniskā saite, kas noved pie tālākas, jau lielākas atdzišanas. Tātad eocēna otrajā pusē, sakarā ar to, ka Austrālija, kas iepriekš bija piespiesta Antarktīdai, atdalījās no pēdējās un sāka dreifēt uz ekvatora pusi, ap Antarktīdu sāka veidoties platuma apļveida straume, kas kļuva par šķērsli silto ūdeņu ieplūšanai no ekvatora uz Antarktīdu, un tas kalpoja par stimulu Antarktikas ledus segas veidošanās sākumam. Vēlāk, jau miocēnā, pēc tam, kad arī Dienvidamerika attālinājās no Antarktīdas, šī platuma straume noslēdzās, izveidojās pilnībā un pilnībā bloķēja okeāna nestā siltuma piekļuvi Antarktīdai. Rezultātā, neskatoties uz to, ka siltumnīcas efekta mazināšanās turpinājās, Antarktīdā izveidojās tik spēcīga ledus sega.
Manāma bija arī kalnu apbūves ietekme uz klimatu, kas jau ietekmēja atmosfēras cirkulāciju un siltuma pārnesi ar atmosfēru no ekvatora uz poliem. Tas galvenokārt attiecas uz kalnu apbūvi Eirāzijā, kurā kainozoja laikā izveidojās ievērojama kalnu josla no Pirenejiem līdz Himalajiem, kā rezultātā pasliktinājās siltuma un mitruma pārnese ar atmosfēru uz Ziemeļpolu.
Turklāt Milankoviča cikli sāka spēcīgi ietekmēt klimatu - periodiskas izmaiņas Zemes orbītas parametros ar periodiem 23, 41 un 100 tūkstošus gadu. Šie cikli nosaka saules enerģijas daudzuma izmaiņas, ko atsevišķos gadalaikos saņem dažādas Zemes platuma zonas. Ja siltajos laikmetos to ietekme nepārsniedza 1 grādu, tad aukstajos laikmetos pēc vismaz nelielas ledus segas izveidošanās to ietekme uz planētas vidējo temperatūru sāka pieaugt, un galu galā palielinājās vairākas reizes.
Tas notika galvenokārt tāpēc, ka pastāvēja spēcīga atgriezeniskā saite starp temperatūras izmaiņām, apledojuma apgabalu (un līdz ar to arī albedo vērtību) un ūdens tvaiku saturu atmosfērā virs apledojuma (kas ir galvenā siltumnīcefekta gāze un sasalst virs ledus segas, un Fakts mūsdienu siltumnīcas efekts no ūdens tvaiku pārsniedz pat 20 grādus!).
Starp citu, šādu atgriezenisko saiti un ledus segas spēcīgā ietekme uz vietējo klimatu noved pie tā, ka temperatūras izmaiņas augstos platuma grādos (ja ir apledojums) ievērojami pārsniedz temperatūras izmaiņas siltajos ekvatoriālajos platuma grādos (tas ir skaidrs ka kopējā temperatūras starpība starp ekvatoru un polu). Piemēram, pārejas laikā starp ledus laikmetu un relatīvo starpledus laikmetu (piemēram, pašreizējo), siltajos reģionos, kur nebija ledus segas, vidējā temperatūra mainījās tikai par 1-2 grādiem pēc Celsija, un izmaiņas polārajos reģionos apmēram 10 grādi un vairāk (svārstības ziemeļu puslodēs bija lielākas nekā dienvidu, jo joprojām bija spēcīgas izmaiņas okeāna cirkulācijā - galvenokārt Golfa straumes gaitā). Un globālās pārejas laikā no stāvokļa ar gandrīz pilnīgu ledus neesamību uz ledus laikmeta stāvokli (piemēram, kvartāra ledus laikmetiem), temperatūras izmaiņas polārajos reģionos bija vēl ievērojamākas, sasniedzot vairākus desmitus grādu.
Rīsi. Siltajos laikmetos, piemēram, mezozojā, temperatūras gradients starp ekvatoru un polu bija aptuveni 15-20 grādi. Aukstajos laikmetos, līdzīgi kā mūsdienu, iestājoties apledojumam (vispirms polārajos apgabalos, ar laiku izplatoties uz zemiem platuma grādiem), temperatūra polārajos apgabalos pazeminājās daudz vairāk nekā pie ekvatora, par vairākiem desmitiem grādu, savukārt plkst. ekvatora izmaiņas bija tikai daži grādi. Temperatūras gradients starp ekvatoru un poliem tajā pašā laikā palielinājās līdz 40-60 grādiem.
Kā redzams zemāk esošajā attēlā, pēdējo 5 miljonu gadu laikā, pakāpeniski pazeminoties temperatūrai, Milankoviča ciklu ietekme ir ievērojami palielinājusies (šajā attēlā ir skaidri redzami uz tiem uzlikti 100 kyr un 41 kyr cikli ), kuras dēļ, vispārēji pazeminoties temperatūrai, palielinājās tās svārstību amplitūda .
Rīsi. Temperatūras izmaiņas pēdējo 5 miljonu gadu laikā saskaņā ar organisko karbonātu izotopu analīzi. Temperatūras svārstības ir norādītas kā temperatūras svārstību ekvivalents cirkumpolārajos reģionos (t.i., ievērojami asākas nekā vidēji planētai)
Visprecīzāk ir zināma temperatūra (galvenokārt augstos platuma grādos) un oglekļa dioksīda un metāna saturs atmosfērā pēdējo dažu simtu tūkstošu gadu laikā. Tas ir saistīts ar to, ka ir iespējams tieši izmērīt šo gāzu saturu ledus paraugos, kas ņemti no Antarktikas un Arktikas ledus loksnēm; turklāt izotopu temperatūras mērījumi, pateicoties piekļuvei senajam ledus, ļauj pārbaudīt un apstiprināt izotopu analīzes datus, kas iegūti no karbonātu nogulsnēm.
Rīsi. Dažu siltumnīcefekta gāzu temperatūras un satura izmaiņas pēdējo 160 tūkstošu gadu laikā saskaņā ar ledus kodola datiem.
Augšējais attēls parāda temperatūras un oglekļa dioksīda izmaiņas pēdējo 160 tūkstošu gadu laikā. Tajā pašā laikā temperatūras izmaiņas labi atspoguļo Milanco ciklus (redzami pat 20 tūkstošu gadu cikli). Skaidri redzamas arī gandrīz sinhronās oglekļa dioksīda satura un temperatūras izmaiņas. Vienlaikus tiek atzīmēts, ka, pārejot no aukstuma uz siltāku laikmetu, temperatūra un oglekļa dioksīda saturs atmosfērā mainās sinhroni, savukārt reversās pārejas laikā oglekļa dioksīda koncentrācijas izmaiņas nedaudz aizkavējas, salīdzinot ar temperatūras maiņa.
Acīmredzot salīdzinoši aukstos laikmetos, kad siltumnīcas efekts pats par sevi jau ir mazs (salīdzinot ar siltajiem laikmetiem, piemēram, mezozoju), un jau ir apledojuma centri, klimats sāk spēcīgi ietekmēt Milankoviča faktorus, un šie paši faktori sāk manāmi modulēties. siltumnīcas efektu no oglekļa dioksīda un metāna. Galu galā pastāv arī atgriezeniskā saite starp oglekļa dioksīda un metāna saturu atmosfērā un temperatūru. Pēdējās ietekmes dēļ uz dabiskajiem rezervuāriem, kuros saglabājas, piemēram, no atmosfēras izvadītās siltumnīcefekta gāzes, rodas šādas attiecības: mainoties temperatūrai, mainās oglekļa dioksīda šķīdība ūdenī, var noārdīties vai veidoties metāna hidrāti. , mainās oglekļa dioksīda un metāna emisijas ātrums atmosfērā, iznīcinot mirušās organiskās vielas (par šīm un citām līdzīgām atsauksmēm būs atsevišķa nodaļa). Tas var izskaidrot oglekļa dioksīda līmeņa pazemināšanās atmosfērā aizkavēšanos salīdzinājumā ar temperatūras pazemināšanos, kas tiek novērota dzesēšanas laikā - galu galā oglekļa dioksīda pāreja no atmosfēras uz atdziestošo okeānu (aukstie ūdeņi var saturēt vairāk oglekļa dioksīda) nepieciešams diezgan ilgs laiks (ieskaitot to karbonātu iežu šķīšanas dēļ un ar to, karbonātu jonu atbrīvošanai un bikarbonāta jonu veidošanai - un tie ir raksturīgi tūkstošgades laiki). Sinhronu temperatūras un oglekļa dioksīda satura paaugstināšanos atmosfērā sasilšanas laikā var izraisīt spēcīga oglekļa dioksīda izdalīšanās no purviem, kas izkusa ledāju atkāpšanās laikā, un vispārēja organisko vielu bioloģiskās sadalīšanās procesu aktivizēšanās. Un bikarbonāta jonu reversā sadalīšanās okeānā, sadaloties oglekļa dioksīda un karbonāta jonos, jau notiek strauji.
Tajā pašā laikā nevajadzētu par zemu novērtēt siltumnīcas efekta ietekmi aukstuma laikmetos - tas ievērojami pastiprina temperatūras svārstības. Piemēram, siltumnīcefekta gāzu ietekmes novērtējums pēdējā klimata cikla laikā uz temperatūras izmaiņām Antarktīdā ir aptuveni 50%, t.i. apmēram 3 grādi no 6 (ledus-starpleduslaikmeņu pārmaiņu amplitūdas) ir temperatūras izmaiņas siltumnīcas efekta izmaiņu dēļ.
Rīsi. Vidējās gada temperatūras izmaiņas pēdējo 140 gadu laikā visā pasaulē un vidējās gada temperatūras izmaiņas pēdējo tūkstoš gadu laikā ziemeļu puslodē. Izmaiņas norādītas kā novirzes no vidējās globālās temperatūras laika posmā no 1960. līdz 1990. gadam.
Rīsi. Cilvēka darbības radītā oglekļa dioksīda emisiju izmaiņas pēdējo 140 gadu laikā.
Nesen temperatūra uz planētas virsmas sāka strauji un spēcīgi celties. Turklāt, kā redzams no iepriekš sniegtajiem grafikiem, temperatūras paaugstināšanās labi sakrīt ar cilvēka darbības radīto oglekļa dioksīda emisiju. Tajā pašā laikā ir jāpievērš uzmanība nelielai sasilšanai 30-40 gados, kas ir pamanāma grafikā. Šī sasilšana ir saistīta ne tik daudz ar oglekļa dioksīda satura palielināšanos atmosfērā (toreiz ar to vēl nebija pietiekami), bet gan ar atmosfēras caurredzamības palielināšanos saules starojumam, albedo samazināšanos tajā laikā. laiks. Fakts ir tāds, ka aptuveni no divdesmitā gadsimta 20. gadiem vairākus gadu desmitus tika konstatēta zema vulkāniskā aktivitāte, kas izraisīja saules gaismu atstarojošo aerosolu pieplūduma samazināšanos atmosfērā. Taču vulkāniskā aktivitāte drīz vien atguva savu līmeni, atmosfērā palielinājās aerosolu daudzums, un tālāku sasilšanu noteica tikai siltumnīcefekta gāzes.
Klimata pārmaiņu ātrums un pašreizējā brīža unikalitāte
Kā redzams no iesniegtajiem materiāliem, globālās vidējās temperatūras izmaiņas uz Zemes parasti bija diezgan lēnas, svārstībām aptuveni 1 grādu vai vairāk. Pat visdramatiskākās izmaiņas Milankoviča ciklos norisinājās ar ātrumu aptuveni 1-1,5 ° C uz 10 tūkstošiem gadu un pēc tam salīdzinoši augstos platuma grādos ar ledus segumu (izmaiņas vidēji uz planētas ir vairākas reizes mazākas, jo zemos platuma grādos, ekvatoriālajos platuma grādos, temperatūra mainās ļoti maz). Pašlaik vidējās globālās temperatūras izmaiņas par aptuveni 1 °C notikušas aptuveni 100 gadu laikā, un IPCC modeļos (IPCC) prognozētās izmaiņas ir vēl 2-6 grādi nākamo 100 gadu laikā.
Tajā pašā laikā Zemes vēsturē ir notikušas krasas klimata pārmaiņas. Tiesa, tie lielākoties bija diezgan lokāli, pilnībā neizplatoties uz visu planētu. Tikai viena lieta ir zināma patiesi globālām dramatiskām klimata pārmaiņām Zemes vēsturē - tas ir eocēna termiskais maksimums. Bet vispirms pievērsīsimies vietējām izmaiņām.
Pētot Grenlandes ledus serdes pēdējos desmitos tūkstošu gadu laikā, ir atklātas krasas temperatūras svārstības – nepilna gadsimta laikā no ļoti auksta stāvokļa Grenlandes vietējais klimats ir sasilis par vairāk nekā 10 grādiem, temperatūra ir paaugstinājusies līdz gandrīz mūsdienu (lai gan arī diezgan zemām) vērtībām.
Rīsi. Temperatūras izmaiņas pēdējo 40 tūkstošu gadu laikā ziemeļu un dienvidu puslodes subpolārajos reģionos saskaņā ar ledus serdeņu izotopu analīzi. Asas svārstības ziemeļu puslodē un to virtuālā neesamība dienvidu puslodē ir skaidri redzamas.
Krasas temperatūras izmaiņas "jauno driasu" laikmetā un vairākos agrākos laikos ir manāmas ne tikai Grenlandē, bet arī Eiropā un daudzos citos ziemeļu puslodes reģionos. Tomēr dienvidu puslodē šīs izmaiņas ir gandrīz nemanāmas, un Antarktīdā to nav pilnīgi (tomēr Antarktīdā “jauno driju” laikmetā bija arī nelielas izmaiņas, kas sākās, tomēr 1000 gadus agrāk un bija ievērojami vājāks). Šādas pēkšņas temperatūras izmaiņas Ziemeļatlantijas reģionā ir saistītas ar pēkšņām izmaiņām Golfa straumē, kas ved siltos virszemes ūdeņus no ekvatoriālajiem reģioniem uz polārajiem reģioniem. Šādas dramatiskas, bet salīdzinoši lokālas izmaiņas var notikt jau pavisam tuvā nākotnē, pat daudz mazāk pamanāmu globālo klimata izmaiņu ietekmē.
Kā jau minēts iepriekš, Zemes vēsturē šodien ir zināmas vienas diezgan asas globālas klimata pārmaiņas. Tas ir eocēna termiskais maksimums pirms 55 miljoniem gadu (skatiet straujo maksimumu vienā no iepriekš minētajiem attēliem, kur parādīts grafiks par vidējās globālās temperatūras izmaiņām pēdējo 67 miljonu gadu laikā). Šis notikums sākās ar strauju un strauju temperatūras paaugstināšanos vairāku tūkstošu gadu laikā, sasilšana uz okeānu virsmas sasniedza 8 ° C, dziļie ūdeņi sasiluši par 6 ° C. Un tad pagāja aptuveni 200 tūkstoši gadu, lai atjaunotu iepriekšējo stāvokli.
Rīsi. Eocēna termisko maksimumu pirms 55 miljoniem gadu raksturoja strauja un ievērojama Pasaules okeāna virsmas un dziļūdens temperatūras paaugstināšanās. Tajā pašā laikā tika atzīmēts arī straujš metāna satura pieaugums atmosfērā.
Šīs pēkšņās izmaiņas ir saistītas ar lielu metāna izdalīšanos atmosfērā no metāna hidrātu krājumiem, kas pakļauti pēkšņai sadalīšanai, iespējams, sakarā ar tektoniskās aktivitātes sākšanos vienā no lielajām metāna hidrātu uzkrājumiem. , vai okeāna straumju izmaiņu dēļ. Tieši līdz tam laikam okeāna dibenā jau aptuveni desmit miljonus gadu pastāvēja salīdzinoši labvēlīgi apstākļi metāna hidrātu uzkrāšanai - galu galā temperatūra un īpaši dziļie ūdeņi mezozoja laikmeta beigās bija manāmi pazeminājušies. Tas ļāva uzkrāt ievērojamu daudzumu metāna hidrātu. Ārēja spēka ietekmē tās sāka intensīvi iznīcināt, un pēc tam, pateicoties spēcīgai metāna emisiju ietekmei uz siltumnīcas efektu, pašas emisijas un sasilšana no tām veicināja tālāku metāna hidrātu iznīcināšanu līdz to rezervēm. bija izsmeltas, un metāna plūsma atmosfērā no šī avota neapstājās.
Šāda strauja un vēl straujāka globālās sasilšanas situācija tuvākajā laikā var atkārtoties – galu galā prognozētā vairāku grādu sasilšana no parastajām antropogēnajām siltumnīcefekta gāzu emisijām jau var ietekmēt metāna hidrātu rašanās apstākļus, labi pārkāpj to stabilitāti. Un tagad ir uzkrāts apmēram desmit reizes vairāk metāna hidrātu, nekā bija uzkrāts eocēna termiskā maksimuma laikā.
Irtadries uzvaimakapllvets
Kā klimats uz mūsu planētas mainījās iepriekšējos vēstures laikmetos.
Viens no veidiem, kā to uzzināt, ir izpētīt seno ledus slāņu sastāvu.
Maskavas Valsts universitātes Bioloģijas fakultātes Vispārējās ekoloģijas katedras profesors Aleksejs Giļarovs stāsta par ledus izpēti Antarktīdā
– Kā principā var uzzināt kaut ko par klimata pārmaiņām, kas notikušas jau sen?
Ir daudzi veidi, taču viens no aizraujošākajiem un tajā pašā laikā precīzākajiem ir ledus serdeņu, tas ir, Antarktīdā un Grenlandē izveidojušos ledus kolonnu, kas paceļas virspusē, analīze. Ledus vienmēr ir gaisa burbuļi. Ledus veidojās no atmosfēras nokrišņiem, kas bija tā veidošanās brīdī, un tas tvēra tā laika gaisu. Un mums ir konservēti gaisa paraugi daudzus, daudzus tūkstošus gadu. 1999. gadā žurnālā Nature liela autoru grupa, tostarp mūsu tautieši, publicēja rakstu, kurā viņi sniedza datus no Krievijas Vostok stacijā uzņemtas ledus kolonnas analīzes. Šī ir Antarktīdas austrumu daļa, reģions, kas atrodas ļoti tālu no visiem krastiem, tāpēc situācija tur ir ārkārtīgi skarba - gada vidējā temperatūra ir mīnus 55, bet ziemā tā sasniedz mīnus 80.
- Pastāstiet par metodi, kā strādāt ar ledus serdeņiem.
Ledus nogulsnējas slāņos. Sniegs krīt, nogulsnējas un veido ledu. Ledus ir atmosfēras nokrišņi, kas sasaluši daudzus, daudzus gadus, gandrīz miljons gadu. 800 tūkstoši gadu - garākā kolonna Antarktīdā. Un, paceļot šī ledus serdes kolonnu, mēs varam ar dažādām smalkām metodēm noteikt oglekļa dioksīda saturu šajos mazajos gaisa burbulīšos, kas mūs interesē visvairāk, metāna (arī siltumnīcefekta gāze, mēs arī interesējam) un citas gāzes. , un skābeklis, un dažādi izotopi.
– Kā tiek noteikts ledus kārtas vecums?
Vecumu nosaka ledus nogulsnēšanās ātrums. Ledus veidošanās ātrums ir zināms, ir noteikts modelis. Turklāt var noteikt arī temperatūru. Šim nolūkam tiek ņemti nevis gaisa burbuļi, bet ledus ap šiem burbuļiem, un šis ledus tiek izkausēts un viņi skatās parastā ūdeņraža un deitērija - smagā ūdeņraža attiecību. Tas ir tāpēc, ka smagā ūdens molekulām, kas kondensējas, lai nokristu lietus vai sniega laikā, nepieciešama mazāka dzesēšana, lai kondensētos, nekā vieglākām. Deitēriju saturošās molekulas ir attiecīgi smagākas, ar mazāku dzesēšanu tās jau nokrīt zemē. Un tie, kas satur parasto ūdeņradi, ir vieglāki, tiem nepieciešama spēcīgāka dzesēšana. Attiecīgi, mainot relatīvo deitērija saturu ledus kolonnā, mēs novērojam temperatūras izmaiņu gaitu.
- Kādi rezultāti tika iegūti Vostokas stacijā?
Pirmkārt, tika atklāts ritms, kas nav īpaši izteikts, bet tomēr var izdalīt lielākos temperatūras kāpumus - apmēram reizi 100 tūkstošos gadu. Tā bija aptuveni 3,5 kilometrus gara kolonna - uz Vostokas ir tāds ledus biezums, un attiecīgi šis ledus veidojās 420 tūkstošus gadu. Apmēram reizi 100 tūkstošos gadu notiek strauja temperatūras paaugstināšanās – intensīva sasilšana, pēc tam – lēna atdzišana un diezgan ilgs ļoti auksts periods. Tad atkal tāds kāpums - un atkal ilga atdzišana. Ar ko tas saistīts? Tas galvenokārt ir saistīts ar tā sauktajiem Milankoviča cikliem.
Ledus kodola izpētes grafiks Vostokas stacijā. Augšpusē virs grafikiem dziļums ir attēlots metros, apakšā - laiks gados. Zils - oglekļa dioksīda CO2 koncentrācijas izmaiņas, sarkans - temperatūras izmaiņas. Sarkanās līnijas maksimumi diagrammā ir maksimālās sasilšanas brīži.
Milutins Milankovičs (1879 - 1958) ir serbu zinātnieks, kurš izteicās, ka ledus laikmeta iestāšanos varētu saistīt ar regulārām izmaiņām Zemes orbītā. Orbīta kļūst vai nu nedaudz iegarenāka – elipsoidāla, vai apļveida; tad mainās zemes ass slīpuma leņķis pret ekliptiku, tas arī notiek regulāri, bet ar citu frekvenci. Turklāt, tāpat kā šāda virsotne, zemes ass apraksta tik mazu konusu. Iedomājieties, ka griežas, kas apstājas, un tā sāk tā vicināties uz priekšu un atpakaļ. Šeit arī Zeme nedaudz “kustinās”. Un šīs “ļodzības” kļūst lielākas vai mazākas. Un tas ir arī ar stingri noteiktu biežumu. Visu šo komponentu pievienošana noved pie tā, ka mainās uz Zemi krītošā saules starojuma sadalījums un attiecīgi mainās arī siltuma daudzums.
- Kad notika agrākā globālā sasilšana, par kuru mēs zinām?
Šīs sasilšanas nebija spēcīgākas par pašreizējām – tās notiek reizi 100 tūkstošos gadu. Spriežot pēc Vostokas kodola, sasilšana bija apmēram pirms 400 tūkstošiem gadu. Taču iepriekšējie bija vājāki par to, kas notiek šodien.
Pavisam nesen, 2004. gadā, Eiropas projekta ietvaros citā vietā, aptuveni 500 kilometrus no Vostokas stacijas, Eiropas Kopienas Konkordijas stacijā tika iegūts vēl viens ļoti garš ledus kodols. Diemžēl mēs tur nepiedalāmies, tur ļoti aktīvi darbojas franči, itāļi un citi. Ņemot vērā mūsu pieredzi, viņi diezgan ātri tika cauri ledus biezumam līdz akmeņainajai pamatnei. Un, nobraucot apmēram tos pašus trīsarpus kilometrus, viņi saņēma laiku gandrīz 800 tūkstošus gadu. Tā kā tur ir sausāks, tad ir sausāks klimats, nokrišņu nolija mazāk, attiecīgi slāņi plānāki. Kas ir ievērojams, tikai pagājušajā gadā šie rezultāti tika publicēti arī žurnālā Nature, un pirmos 400 nepāra tūkstošus gadu Vostokas stacijā iegūtās līknes gaita tika pilnībā apstiprināta.
- Par visiem šiem 800 tūkstošiem gadu apstiprina sasilšanas periodiskums 100 tūkstošos gadu?
Ciklā ir daži pārtraukumi. Tas ir tur, bet tas ir nedaudz satraukts. Un tagad tas ir analīzes un argumentācijas priekšmets, kas varētu traucēt. Viens ir skaidrs: Zeme nav gluži bumba, ir kontinenti, ir okeāni, un tie nepavisam nav vienmērīgi sadalīti, un tam visam ir sava veida korekcijas tās kustībā.
Grafikos, kas tika iegūti, pašreizējā sasilšana izskatās tāpat kā no periodiskas sasilšanas. Vai no tā izriet, ka cilvēka loma šeit, iespējams, nav tik liela?
Ja nebūtu cilvēka darbības, sasilšana joprojām notiktu.
– Vai sasilšana bez cilvēka iejaukšanās būtu tas, ko mēs tagad redzam?
Tas ir liels jautājums. Jo patiesībā jau 700-800 tūkstošus gadu nav bijušas tik augstas oglekļa dioksīda koncentrācijas vērtības, kādas mēs novērojam tagad. Tie bija senos laikos, bet šajā laikā tie nekad nav bijuši tik augsti. Un arī izaugsmes temps pēdējo 100 gadu laikā ir bijis ārkārtīgi augsts.
- Oglekļa dioksīda koncentrācija gaisā un temperatūra mainās sinhroni?
Jā, tie mainās stingri sinhroni. Oglekļa dioksīda koncentrācijas un temperatūras grafiki ir tikai paralēli. Jautājums ir par to, kas ir cēlonis un kāda ir sekas? Fakts ir tāds, ka, jo siltāks, jo vairāk CO2 sāk izdalīties organisko atlieku sadalīšanās laikā un tā tālāk. Tāpēc procesi viens otru pastiprina, tā ir pozitīva atgriezeniskā saite.
Ne pārāk sen bija ziņojums no Floridas universitātes, kurā starptautiska vides speciālistu komanda analizēja CO2 koncentrāciju mūžīgajā sasalumā ap Ziemeļpolu. Zinātnieki ir nonākuši pie secinājuma, ka mūžīgais sasalums satur vairāk CO2 nekā Zemes atmosfērā. Vai var teikt, ka tā ir specifiska situācija tikai mūsdienu globālajai sasilšanai, vai arī tā bija raksturīga iepriekšējos periodos - pirms 300 - 400 tūkstošiem gadu?
Ziemeļpolā – jūras ledus, tas ir pavisam cits stāsts. Jums jāņem ledus, kas atrodas uz zemes. Cik zinu no ledus serdeņiem, nekur nav sasniegta tik augsta CO2 koncentrācija. Cita lieta, tagad ir ļoti grūti pateikt, cik ļoti cilvēks reāli ietekmē CO2 pieaugumu un sasilšanu. Jo mēs precīzi zinām un nosakām tikai divus skaitļus. Nosakām CO2 koncentrāciju, kas šobrīd novērojama dažādos platuma grādos, dažādos punktos, esam iemācījušies to precīzi izmērīt. Un turklāt mēs zinām, cik daudz oglekļa dioksīda izdalās fosilā kurināmā dedzināšanas rezultātā, mēs arī to zinām diezgan precīzi. Šeit mēs droši zinām tikai šos divus skaitļus, visi pārējie skaitļi ir aprēķināti. Ja viss oglekļa dioksīds, kas rodas, sadedzinot fosilo kurināmo, paliktu atmosfērā, koncentrācija būtu daudz lielāka. Viņa atrodas zemāk. Viņš sazinās. Bet ir ārkārtīgi grūti noteikt oglekļa piesaistes vietas jeb, kā saka ģeoķīmiķi, oglekļa izlietni atmosfērā. Jo jebkurā dabiskā ekosistēmā, jebkurā mežā, stepē vienlaikus notiek gan ogļskābās gāzes saistīšanās augu fotosintēzes rezultātā, gan sēnīšu un baktēriju izdalīšanās elpošanas rezultātā. Tas notiek visur. Un saprast, kur šīs plūsmas virzās, ir ļoti grūts uzdevums.
Zinātne ir uzkrājusi daudz informācijas par zemes klimata izmaiņām pagātnē, taču nevar pateikt gandrīz neko ticamu par cēloņiem, kas izraisīja šīs izmaiņas.
Var uzskatīt par pierādītu, ka visā Zemes vēsturē klimats ir vairākkārt mainījies, un kopumā tas bija siltāks pirms daudziem miljoniem gadu. Taču jau pēdējo dažu miljonu gadu laikā ir bijuši vismaz četri ledus laikmeti ar ievērojamu klimata atdzišanu ziemeļu puslodes vidējos platuma grādos, kad temperatūra bija par 5°C zemāka par pašreizējo, un laikā starpleduslaikā tas pieauga par vairākiem grādiem, pirmajā starpleduslaikā saglabājoties dažus grādus zem pašreizējās vērtības, bet nākamajos divos - dažus grādus virs tās. Ledus laikmetos ievērojamus apgabalus ziemeļu puslodes polārajos un mērenajos platuma grādos klāja ledus, un bezledus apgabalos klimats bija daudz bargāks un sausāks nekā mūsdienās.
No četriem ledāju laikmetiem vecākais ir Gunca-Nebrasijas laikmets (sākums - pirms aptuveni 1 miljona gadu, beigas - pirms aptuveni 600 tūkstošiem gadu), kas pazīstams no ledājiem, kas aptvēra Rietumeiropas, Kanādas un daļu ASV teritoriju. Tad ledāji atkāpās, un pēc vairākiem simtiem tūkstošu gadu ilgas sasilšanas Eiropā un Ziemeļamerikā sākās jauns apledojums, ko sauca par Mindel-Oka-Kansas (aptuveni pirms 500-250 tūkstošiem gadu). Pēc tam nāca Lielais starpledus laikmets ar ļoti siltu klimatu ziemeļu puslodē, kam sekoja jauns, visintensīvākais apledojums - Krievijas-Dņepras-Ilinoisas (aptuveni pirms 200-100 tūkstošiem gadu), kura laikā ledāji Austrumeiropā sasniedza 48 °. N. sh. Jauna sasilšana noveda pie ledāju atkāpšanās aiz Eirāzijas un Ziemeļamerikas kontinentu robežām, bet tad sākās vēl viens, pēdējais, lielais apledojums - Vurma-Visla-Valdai-Viskonsina, kas sākās apmēram pirms 75 tūkstošiem gadu un beidzās aptuveni. Pirms 40 tūkstošiem gadu atpakaļ. Sasilšana, kas nomainīja pēdējo apledojuma periodu, jau izplatās līdz mūsu laikam. Maksimumu tas sasniedza ziemeļu platuma grādos tā sauktajā vikingu laikmetā (pagātnes beigas - tagadējās tūkstošgades sākums), kad imigranti no Skandināvijas - vikingi - sasniedza ledus brīvos ūdeņus Ziemeļatlantijā, Islandē, Dienvidos. Grenlandi un pat Labradoru un Ņūfaundlendu Ziemeļamerikā un sāka tos apdzīvot. Taču 12. gadsimtā parādījās pirmās sasilšanas pārtraukšanas pazīmes, un 15.-17. gadsimtā sākās neliels apledojums, mazais ledus laikmets, kura laikā ledus atkal saistīja visu Grenlandi, Alpu ledājus. un virzījās uz Centrāleiropas ielejām un izraisīja ļoti bargas ziemas visā mērenajā joslā.Eiropa. Vēl viena sasilšana sākās 19. gadsimta beigās.
Klimata svārstības 20. gs
Sistemātisku novērojumu klātbūtne plašā staciju tīklā abās Zemes puslodēs ļauj izveidot pilnīgu priekšstatu par klimata svārstībām no gadsimta sākuma līdz mūsdienām. 19. gadsimtā aizsāktā sasilšana sasniedza augstāko punktu 20. un 30. gados un bija visnozīmīgākā Arktikā, kur ziemas gaisa temperatūra paaugstinājās par 5°C Grenlandē un pat par 8–9°C Svalbārā. Ledāji atkāpās visur Eiropā, Āzijā, Kanādā, un kalnos sniega sega kļuva augstāka. Arktiskajās jūrās ar ledāju klātās salas ir sarukušas, un dažas no tām izzudušas pavisam - to vietā palikuši tikai zemūdens krasti. Ziemeļu puslodē mūžīgā sasaluma robeža ir atkāpusies uz ziemeļiem, un ledus platība Arktikas jūrās ir samazinājusies uz pusi. Barenca jūrā un Ziemeļu Ledus okeānā ūdeņi kļuva par 1,5-2°C siltāki, kas izraisīja plašu rūpniecisko zivju - mencu, reņģu migrāciju uz ziemeļiem un zīdītāju un putnu areāla paplašināšanos. Sasilšana tika novērota arī dienvidu puslodē, tas ir, tai bija globāls raksturs, lai gan tā nebija intensīva vidējos un zemajos platuma grādos. Puslodes mērogā tas bija apmēram puse grāda. 40. gadu beigās sasilšanu nomainīja neliela atdzišana, kas tomēr nebija globāla, jo īpaši Austrālijā netika novērota. Bet ziemeļu puslodē sākās ledāju parādīšanās, un polārā ledus platība palielinājās. 50. gadu beigās virszemes gaisa temperatūra ziemeļu puslodē noslīdēja zem vidējās vērtības, bet līdz 60. gadiem atkal nedaudz paaugstinājās.
70. gados atkal bija neliela sasilšana, kas bija nestabila. Kas tagad novērots, to nevar droši pateikt. Atkarībā no tā, cik Zemes meteoroloģisko staciju iekļaut aprēķinos un kādu aprēķina metodi izmantot, var iegūt dažādus rezultātus, kas ir tieši pretēji dabā. Daži zinātnieki sliecas uzskatīt, ka sasilšana turpinās un zemes klimats pamazām tuvosies tam, kāds bija pliocēna periodā. Citi, gluži pretēji, uzskata, ka sasilšana ir neatgriezeniski beigusies un Zemi gaida jauns ledus uzliesmojums, jauna ledus laikmeta priekšvakarā...
Iespēja nonākt pie pretējiem secinājumiem, analizējot vienu un to pašu materiālu, norāda uz mūsdienu klimata pārmaiņu nenozīmīgumu un vispārpieņemtas metodoloģijas trūkumu to novērtēšanai. Klimata svārstības, tāpat kā tās, kas notiek tagad, ir notikušas atkārtoti salīdzinoši nesenā pagātnē. Pēdējo trīs gadsimtu laikā vairāk nekā vienu reizi ir novēroti periodi, kas ilgst 15-25 gadus, katrs ar sasilšanu un atdzišanu. Līdz ar to Eiropā ir zināma ļoti barga 1739./40.gada ziema, līdzīgi kā 1978./79.gada ziema. Neaizmirstamas ir bargās 1809., 1912., 1941./42., 1949./50., 1955./56., 1965./66. gada ziemas un, gluži otrādi, ļoti siltās ziemas 1924./25., 1948./49., 1951./562., 7. un 51. 1975/76 . Bet visas šīs svārstības bija dabiskas, tās nebija saistītas ar cilvēka iejaukšanos.