Nivelul de dioxid de carbon din atmosferă astăzi este probabil mai mare decât a fost oricând în ultimii 3 milioane de ani. Această creștere a nivelului de dioxid de carbon, un gaz cu efect de seră, ar putea aduce temperaturi care nu se văd pe întreaga durată de timp, potrivit unor noi cercetări.
Cercetătorii studiului au folosit modelarea computerizată pentru a examina schimbările climatice în perioada cuaternară, care a început în urmă cu aproximativ 2,59 milioane de ani și continuă și astăzi. În acea perioadă, Pământul a suferit o serie de schimbări, dar nici una atât de rapidă ca cele văzute astăzi, a declarat autorul studiului Matteo Willeit, un cercetător postdoctoral pentru climă la Institutul de Cercetare a Impactului Climatic din Potsdam.
"Pentru a obține un climat mai cald decât actualul, practic trebuie să te întorci la o perioadă geologică diferită", a spus Willeit pentru Live Science.
3 milioane de ani de climă
Perioada cuaternară a început cu o perioadă de glaciație, când foile de gheață s-au abătut din Groenlanda pentru a acoperi o mare parte din America de Nord și nordul Europei. La început, acești ghețari au avansat și s-au retras pe un ciclu de 41.000 de ani, condus de schimbările pe orbita Pământului în jurul soarelui, a spus Willeit.
Dar între 1,25 milioane și 0,7 milioane de ani în urmă, aceste cicluri glaciare și interglaciare s-au întins, reapărând la fiecare 100.000 de ani sau cam așa ceva, fenomen numit tranziția pleistocenului din mijlocul epocii în care a avut loc. Întrebarea, a spus Willeit, este care a determinat tranziția, având în vedere că modelul variațiilor pe orbita Pământului nu s-a schimbat.
Willeit și echipa sa au folosit o simulare computerizată avansată a cuaternarului pentru a încerca să răspundă la această întrebare. Modelele sunt la fel de bune ca parametrii incluși, iar acesta a inclus o mulțime: condiții atmosferice, condiții oceanice, vegetație, carbon global, praf și gheață. Cercetătorii au inclus ceea ce se știe despre parametri și apoi i-au modificat pentru a vedea ce condiții pot crea tranziția la Pleistocenul mijlociu.
Cum s-au schimbat lucrurile
Echipa a descoperit că pentru ca ciclurile glaciare de 41.000 de ani să se schimbe la cicluri de 100.000 de ani, două lucruri trebuiau să se întâmple: Dioxidul de carbon din atmosferă a trebuit să scadă, iar ghețarii au fost nevoiți să scurgă un strat de sediment numit regulit.
Dioxidul de carbon s-ar putea să fi scăzut din diferite motive, a spus Willeit, cum ar fi o scădere a gazelor cu efect de seră provenind de la vulcani sau modificări ale vitezei de intemperii a rocilor, ceea ce ar duce la blocarea mai multor carbon în sedimentele transportate în fundul mare. Mai puțin carbon în atmosferă a însemnat că este mai puțin prinsă căldură, astfel încât clima s-ar fi răcit până la punctul în care straturile mari de gheață s-ar putea forma mai ușor.
Procesele geologice au furnizat al doilea ingredient crucial pentru ciclurile glaciare mai lungi. Când continentele sunt înghețate pentru perioade îndelungate de timp, ele dobândesc un strat superior de rocă de sol, neconsolidat, numit regulit. Luna Pământului este un loc bun pentru a vedea un exemplu astăzi: Stratul gros de praf al lunii este un regol.
Gheața care se formează în partea superioară a acestui regulit tinde să fie mai puțin stabilă decât gheața care se formează pe o bază fermă, a spus Willeit (imaginați-vă diferența de stabilitate între o suprafață realizată din rulmenți cu bile față de cea a unui blat plat). În mod similar, straturile de gheață pe bază de regulit curg mai rapid și rămân mai subțiri decât gheața. Atunci când schimbările pe orbita Pământului modifică cantitatea de căldură care lovește suprafața Pământului, foile de gheață sunt în special predispuse la topire.
Dar ghețarii bulldozează, de asemenea, regulit departe, împingând lucrurile prăfuite până la marginile lor glaciare. Această scurgere glaciară re-expune fundul; după câteva cicluri glaciare din Cuaternarul timpuriu, fundul ar fi fost expus, oferind foilor de gheață nou formate un loc mai ferm pentru a ancora, a spus Willeit. Aceste straturi de gheață rezistente, plus un climat mai rece, au avut ca rezultat ciclurile glaciare mai lungi, văzute după aproximativ un milion de ani în urmă. Perioadele interglaciare au apărut încă din cauza modificărilor orbitale, dar au devenit mai scurte.
Clima atunci și acum
Aceste constatări sunt importante pentru înțelegerea condițiilor care au determinat dacă locuri precum Chicago sau New York sunt viabile sau sunt acoperite cu o milă de gheață. Dar sunt utile și pentru încadrarea schimbărilor climatice de astăzi, a spus Willeit.
Înregistrările de carbon atmosferic care au existat acum aproximativ 800.000 de ani trebuie reconstruite mai degrabă decât măsurate direct din miezurile de gheață, astfel încât estimările privind cantitatea de carbon din atmosferă au variat. Cercetările de modelare ale lui Willeit și ale echipei sale sugerează că dioxidul de carbon a fost sub 400 de părți pe milion pentru întreaga perioadă cuaternară. Astăzi, media globală este de 405 părți pe milion și este în creștere.
În Pliocenul târziu, în urmă cu aproximativ 2,5 milioane de ani, temperaturile medii globale erau temporar cu aproximativ 2,7 grade Fahrenheit (1,5 grade Celsius) mai mari decât media înainte de utilizarea pe scară largă a combustibililor fosili, a arătat modelul lui Willeit. Aceste temperaturi antice dețin în prezent recordul pentru cea mai ridicată din întreaga perioadă cuaternară.
Dar asta s-ar putea schimba curând. Deja, globul este mai cald decât 2,1 grade F (1,2 grade C) decât media preindustrială. Acordul de la Paris din 2016 ar limita încălzirea la 2,7 F (1,4 C), corespunzând climatului de acum 2,5 milioane de ani. Dacă lumea nu poate gestiona această limită și se îndreaptă spre 3,6 grade F (2 grade C), obiectivul internațional anterior, aceasta va fi cea mai tare medie globală văzută în această perioadă geologică.
"Studiul nostru pune acest lucru în perspectivă", a spus Willeit. „Arată clar că, chiar dacă privim climatele trecute pe perioade foarte lungi, ceea ce facem acum în ceea ce privește schimbările climatice este ceva mare și foarte rapid, în comparație cu ceea ce s-a întâmplat în trecut”.
Rezultatele vor fi publicate astăzi (3 aprilie) în revista Science Advances.
