Die aarde se klimaat verander natuurlik - maar nou is alles anders

INHOUDSOPGAWE:

Die aarde se klimaat verander natuurlik - maar nou is alles anders
Die aarde se klimaat verander natuurlik - maar nou is alles anders
Anonim

Die aarde se klimaat het vir 'n lang tyd om tien verskillende redes gewissel, waaronder wentelbane, tektoniese verskuiwings, evolusionêre veranderinge en ander faktore. Hulle het die planeet óf in ystydperke óf in tropiese hitte gedompel. Hoe hou dit verband met hedendaagse antropogene klimaatsverandering?

en die aarde het daarin geslaag om 'n sneeubal en 'n kweekhuis in sy geskiedenis te wees. En as die klimaat verander het voor die voorkoms van die mens, hoe weet ons dan dat ons die skuld het vir die skerp opwarming wat ons vandag waarneem?

Deels omdat ons 'n duidelike oorsaaklike verband kan tref tussen antropogene koolstofdioksiedvrystellings en 'n styging van die globale temperatuur van 1,28 grade Celsius (wat toevallig voortduur) gedurende die pre-industriële era. Koolstofdioksiedmolekules absorbeer infrarooi straling, dus namate die hoeveelheid in die atmosfeer toeneem, behou hulle meer hitte wat verdamp van die planeet se oppervlak.

Terselfdertyd het paleoklimatoloë groot vordering gemaak met die begrip van die prosesse wat in die verlede tot klimaatsverandering gelei het. Hier is tien gevalle van natuurlike klimaatsverandering - in vergelyking met die huidige situasie.

Sonsiklusse

Skaal: afkoel met 0, 1-0, 3 grade Celsius

Tydsberekening: periodieke dalings in sonaktiwiteit van 30 tot 160 jaar, geskei deur etlike eeue

Elke 11 jaar verander die sonmagnetiese veld, en daarmee saam kom die 11-jaar siklusse van verheldering en verduistering. Maar hierdie skommelinge is klein en beïnvloed die aarde se klimaat slegs onbeduidend.

Baie belangriker is die 'groot sonminima', periodes van tien jaar met verminderde sonaktiwiteit wat die afgelope 11 000 jaar 25 keer plaasgevind het. 'N Onlangse voorbeeld, die Maunder minimum, het tussen 1645 en 1715 plaasgevind en veroorsaak dat sonenergie met 0.04% -0.08% onder die huidige gemiddelde gedaal het. Vir 'n lang tyd het wetenskaplikes geglo dat die minimum van Maunder die 'Klein ystydperk' kan veroorsaak, 'n verkoue wat van die 15de tot die 19de eeu duur. Maar dit het sedertdien geblyk dat dit te kort was en op die verkeerde tyd gebeur het. Die koue klap is blykbaar veroorsaak deur vulkaniese aktiwiteit.

Die son het die afgelope halfeeu effens verdof en die aarde word warm, en dit is onmoontlik om aardverwarming met 'n hemelliggaam te verbind.

Vulkaniese swael

Skaal: afkoel met 0, 6 - 2 grade Celsius

Tydsberekening: van 1 tot 20 jaar oud

In 539 of 540 n. C. NS. daar was so 'n kragtige uitbarsting van die vulkaan Ilopango in El Salvador dat sy pluim die stratosfeer bereik het. Daarna het koue somers, droogte, hongersnood en plaag die nedersettings regoor die wêreld geteister.

Uitbarstings op die skaal van Ilopango gooi weerkaatsende druppels swaelsuur in die stratosfeer, wat sonlig skerm en die klimaat afkoel. As gevolg hiervan bou see -ys op, word meer sonlig weer in die ruimte gereflekteer en word die wêreldwye afkoeling versterk en verleng.

Na die uitbarsting van Ilopango het die wêreldtemperatuur oor 20 jaar met 2 grade gedaal. Reeds in ons era het die uitbarsting van die berg Pinatubo in die Filippyne in 1991 die wêreldklimaat vir 'n tydperk van 15 maande met 0,6 grade afgekoel.

Vulkaniese swael in die stratosfeer kan verwoestend wees, maar op die skaal van die aarde se geskiedenis is die effek daarvan klein en ook van verbygaande aard.

Klimaatsskommelinge op kort termyn

Skaal: tot 0, 15 grade Celsius

Tydsberekening: van 2 tot 7 jaar

Benewens seisoenale weerstoestande, is daar ander korttermyn siklusse wat ook reënval en temperatuur beïnvloed. Die belangrikste hiervan, die El Niño of Southern Oscillation, is 'n periodieke verandering in sirkulasie in die tropiese Stille Oseaan oor 'n tydperk van twee tot sewe jaar wat reënval in Noord -Amerika beïnvloed. Die Noord -Atlantiese ossillasie en die Dipool van die Indiese Oseaan het 'n sterk streeksimpak. Albei het interaksie met El Niño.

Die onderlinge verband van hierdie siklusse belemmer al lank die vermoë om te bewys dat antropogene verandering statisties beduidend is, en nie net nog 'n sprong in natuurlike veranderlikheid nie. Maar sedertdien het antropogene klimaatsverandering veel verder gegaan as die natuurlike weerveranderlikheid en seisoenale temperature. Die Amerikaanse nasionale klimaatbeoordeling van 2017 het tot die gevolgtrekking gekom dat "daar is geen afdoende bewyse uit die waarnemingsdata wat die waargenome klimaatsverandering deur natuurlike siklusse kan verklaar nie."

Orbitale trillings

Skaal: ongeveer 6 grade Celsius in die afgelope 100 000 jaar siklus; wissel met geologiese tyd

Tydsberekening: gereelde, oorvleuelende siklusse van 23,000, 41,000, 100,000, 405,000 en 2,400,000 jaar

Die aarde se wentelbaan wissel wanneer die son, maan en ander planete hul relatiewe posisies verander. As gevolg van hierdie sikliese skommelinge, die sogenaamde Milankovitch-siklusse, wissel die hoeveelheid sonlig op mid-breedtegrade met 25%en verander die klimaat. Hierdie siklusse werk deur die geskiedenis en het afwisselende lae sediment geskep wat in rotse en opgrawings gesien kan word.

Tydens die Pleistoseen -era, wat ongeveer 11 700 jaar gelede geëindig het, het Milankovitch -siklusse die planeet in een van sy ystydperke gestuur. Toe die aarde se baanverskuiwing die noordelike somers warmer as die gemiddelde maak, het massiewe ysplate in Noord -Amerika, Europa en Asië gesmelt; toe die wentelbaan weer skuif en die somers weer kouer word, groei hierdie skilde terug. Namate die warm oseaan minder koolstofdioksied oplos, het die atmosferiese inhoud toegeneem en in ooreenstemming met die orbitale ossillasies geval, wat hul effek versterk.

Vandag nader die aarde nog 'n minimum van noordelike sonlig, so sonder antropogene koolstofdioksiedvrystellings sou ons in die volgende 1500 jaar of so 'n nuwe ystydperk betree.

Dowwe jong son

Skaal: geen totale temperatuur effek nie

Tydsberekening: permanent

Ondanks korttermynskommelinge neem die helderheid van die son as geheel toe met 0,009% per miljoen jaar, en sedert die geboorte van die sonnestelsel 4,5 miljard jaar gelede, het dit met 48% toegeneem.

Wetenskaplikes glo dat uit die swakheid van die jong son die aarde moet volgvries gedurende die eerste helfte van sy bestaan. Terselfdertyd het geoloë paradoksaal genoeg rotse van 3, 4 miljard jaar oud ontdek wat in golwe in water gevorm is. Die onverwags warm klimaat van die vroeë aarde blyk te wees as gevolg van 'n kombinasie van faktore: minder erosie van die aarde, helderder lug, korter dae en 'n spesiale samestelling van die atmosfeer voordat die aarde 'n suurstofryke atmosfeer kry.

Gunstige toestande in die tweede helfte van die aarde se bestaan, ondanks die toename in die helderheid van die son, lei nie tot 'n paradoks nie: die aarde se verweringstermostaat werk die gevolge van ekstra sonlig teen en stabiliseer die aarde.

Koolstofdioksied en verweringstermostaat

Skaal: ander veranderinge teëwerk

Tydsberekening: 100 000 jaar of langer

Die belangrikste reguleerder van die aarde se klimaat is lankal die vlak van koolstofdioksied in die atmosfeer, aangesien koolstofdioksied 'n aanhoudende kweekhuisgas is wat hitte blokkeer en verhoed dat dit van die planeet se oppervlak af styg.

Vulkane, metamorfe gesteentes en koolstofoksidasie in erodeerde sedimente gee almal koolstofdioksied na die lug af, en chemiese reaksies met silikaatgesteentes verwyder koolstofdioksied uit die atmosfeer en vorm kalksteen. Die balans tussen hierdie prosesse werk soos 'n termostaat, want as die klimaat opwarm, is chemiese reaksies meer doeltreffend om koolstofdioksied te verwyder, wat die opwarming belemmer. As die klimaat afkoel, verminder die doeltreffendheid van die reaksies, inteendeel, wat die afkoeling vergemaklik. Gevolglik het die aarde se klimaat oor 'n lang tydperk relatief stabiel gebly en 'n bewoonbare omgewing geskep. In die besonder het die gemiddelde koolstofdioksiedvlakke geleidelik afgeneem as gevolg van die toenemende helderheid van die son.

Dit neem egter honderde miljoene jare voordat die verweringstermostaat reageer op die toename in koolstofdioksied in die atmosfeer. Die aarde se oseane absorbeer en verwyder oortollige koolstof vinniger, maar selfs hierdie proses duur duisende jare - en kan gestaak word, met die risiko van versuring van die oseaan. Verbranding van fossielbrandstowwe gee elke jaar ongeveer 100 keer meer koolstofdioksied uit as wat vulkane uitbreek - die oseane en verwering misluk - sodat die klimaat verhit en die oseane oksideer.

Tektoniese verskuiwings

Skaal: ongeveer 30 grade Celsius oor die afgelope 500 miljoen jaar

Tydsberekening: miljoene jare

Die beweging van die landmassas van die aardkors kan die verweringstermostaat stadig na 'n nuwe posisie beweeg.

Die afgelope 50 miljoen jaar het die planeet afgekoel, tektoniese plaatbotsings het chemies reaktiewe gesteentes soos basalt en vulkaniese as die warm, vogtige trope ingedruk, wat die reaksietempo verhoog wat koolstofdioksied uit die lug lok. Boonop het die erosietempo gedurende die afgelope 20 miljoen jaar, met die opkoms van die Himalaya, die Andes, Alpe en ander berge, meer as verdubbel, wat gelei het tot versnelde verwering. 'N Ander faktor wat die verkoelingstoestand versnel het, was die skeiding van Suid -Amerika en Tasmanië van Antarktika 35,7 miljoen jaar gelede. 'N Nuwe seestroom het rondom Antarktika ontstaan en dit het die sirkulasie van water en plankton, wat koolstofdioksied verbruik, verskerp. As gevolg hiervan het Antarktika se ysplate aansienlik gegroei.

Vroeër, gedurende die Jura en Kryt, het dinosourusse deur Antarktika rondgedwaal, want sonder hierdie bergreekse het die verhoogde vulkaniese aktiwiteit koolstofdioksied op 'n vlak van ongeveer 1000 dele per miljoen gehou (teenoor 415 vandag). Die gemiddelde temperatuur in hierdie ysvrye wêreld was 5-9 grade Celsius hoër as tans, en die seevlak was 75 meter hoër.

Asteroid Falls (Chikshulub)

Skaal: afkoel eers met ongeveer 20 grade Celsius, dan met 5 grade Celsius

Tydsberekening: eeue se afkoeling, 100 000 jaar se opwarming

Die databasis van asteroïde -impakte op die aarde bevat 190 kraters. Nie een van hulle het 'n merkbare uitwerking op die aarde se klimaat gehad nie, met die uitsondering van die asteroïde Chikshulub, wat 'n deel van Mexiko vernietig en die dinosourusse 66 miljoen jaar gelede doodgemaak het. Rekenaarsimulasies toon dat Chikshulub genoeg stof en swael in die boonste atmosfeer gegooi het om sonlig te verduister en die aarde met meer as 20 grade Celsius af te koel, asook om die oseane te versuur. Dit het die planeet eeue geneem om terug te keer na sy vorige temperatuur, maar dan het dit nog 5 grade opgewarm weens die binnedring van koolstofdioksied uit die vernietigde Mexikaanse kalksteen in die atmosfeer.

Hoe vulkaniese aktiwiteit in Indië die klimaatsverandering en massa -uitsterwing beïnvloed het, bly omstrede.

Evolusionêre veranderings

Skaal: gebeurtenisafhanklik, afkoeling met ongeveer 5 grade Celsius in die laat Ordovisiese tydperk (445 miljoen jaar gelede)

Tydsberekening: miljoene jare

Soms sal die evolusie van nuwe lewensoorte die aarde se termostaat herstel. So het fotosintetiese sianobakterieë, wat ongeveer 3 miljard jaar gelede ontstaan het, die proses van terravorming begin, wat suurstof vrystel. Namate hulle versprei het, het die suurstofinhoud in die atmosfeer 2,4 miljard jaar gelede gestyg, terwyl die vlakke van metaan en koolstofdioksied skerp gedaal het. In die loop van 200 miljoen jaar het die aarde verskeie kere in 'n 'sneeubal' verander. 717 miljoen jaar gelede het die evolusie van die seelewe, groter as mikrobes, nog 'n reeks sneeuballe veroorsaak - in hierdie geval, toe organismes detritus in die dieptes van die see begin vrystel, koolstof uit die atmosfeer neem en dit op diepte wegsteek.

Toe die vroegste landplante ongeveer 230 miljoen jaar later in die Ordovisiese tydperk verskyn het, het hulle die biosfeer van die aarde begin vorm, koolstof op die vastelande begrawe en voedingstowwe uit land onttrek - dit het in die oseane gespoel en ook lewe daar gestimuleer. Hierdie veranderinge het blykbaar gelei tot die ystydperk, wat ongeveer 445 miljoen jaar gelede begin het. Later, in die Devoon -tydperk, het die ontwikkeling van bome, tesame met bergbou, die koolstofdioksiedvlakke en -temperature verder verlaag, en die Paleozoïese ystydperk het begin.

Groot stollings provinsies

Skaal: verhit van 3 tot 9 grade Celsius

Tydsberekening: honderde duisende jare

Kontinentale vloede van lawa en ondergrondse magma - die sogenaamde groot stollingsprovinsies - het meer as een massa -uitsterwing tot gevolg gehad. Hierdie verskriklike gebeure het 'n arsenaal van moordenaars op aarde ontketen (insluitend suurreën, suurmis, kwikvergiftiging en osoonuitputting), en het ook gelei tot 'n opwarming van die planeet, wat groot hoeveelhede metaan en koolstofdioksied in die atmosfeer vrystel - vinniger as wat hulle termostaatverwering kan hanteer.

Tydens die Perm-katastrofe 252 miljoen jaar gelede, wat 81% van die mariene spesies vernietig het, het ondergrondse magma Siberiese steenkool aan die brand gesteek, die koolstofdioksiedinhoud in die atmosfeer tot 8 000 dele per miljoen verhoog en die temperatuur met 5-9 grade Celsius opgewarm. Die Paleocene-Eocene Thermal Maximum, 'n kleiner gebeurtenis 56 miljoen jaar gelede, het metaan in olievelde in die Noord-Atlantiese Oseaan geskep en dit hemelwaarts gestuur, die planeet 5 grade Celsius warm gemaak en die see versuur. Daarna het palmbome aan die Arktiese kus gegroei en krokodille koes. Soortgelyke uitstoot van fossielkoolstof het plaasgevind in die laat Trias en vroeë Jurassic - en het geëindig in aardverwarming, dooie gebiede in die see en versuring van die oseaan.

As iets hiervan vir u bekend klink, is dit omdat antropogene aktiwiteite vandag soortgelyke gevolge het.

Soos 'n groep Trias-Jurassic-uitwissingsnavorsers in April in die tydskrif Nature Communications opgemerk het: 'Ons skat dat die hoeveelheid koolstofdioksied wat elke magma-pols aan die einde van die Trias in die atmosfeer uitstoot, vergelykbaar is met die voorspelling van antropogene emissies vir die 21ste eeu."

Aanbeveel: