Planeettamme lämpenee nykyään, se on tosiasia. Mutta, tämä ei ole kuuminta aikaa planeettamme historiassa – kaukana siitä, itse asiassa. Eri aikoina, miljoonia tai miljardeja vuosia sitten, maapallo oli paljon paahteisempi kuin nyt.
Yksi merkittävimmistä lämpökausista oli 56 miljoonaa vuotta sitten, paleoseeni-eoseenin lämpömaksimin eli PETM:n aikana. Se oli suhteellisen lyhyt nopean, epänormaalin lämpenemisen jakso. Tuona aikana lämpötilat, jotka olivat jo ennestään paljon normaalia korkeammat, kohosivat noin yhdeksän celsiusastetta (5 celsiusastetta) vain muutaman tuhannen vuoden aikana. Trooppiset olosuhteet vallitsivat kaukana päiväntasaajan tuolla puolen, ja jääpeitteet puuttuivat kokonaan navoilta.
Vaikutukset elämään olivat dramaattiset. Merieliöitä kuoli joukoittain, koska ne eivät kyenneet selviytymään lämpimämmistä vesistä. Samaan aikaan nisäkkäät hyötyivät, levittäytyivät ja monipuolistuivat nopeasti seuraavien vuosituhansien aikana ja loivat pohjan tuleville lajeille, meidät mukaan lukien.
PETM on myös vertailukohta nykyiselle ilmastollemme, sillä se tarjoaa tietoa siitä, miltä näyttää, kun maapallo lämpenee nopeasti samalla kun hiilidioksidia kulkeutuu ilmakehään.
PETM ei kuitenkaan saanut alkunsa hiilidioksidipitoisuudesta, vaikka hiili pahensi lämpötilan nousua entisestään. Sen sijaan Havaijin yliopiston ja Utrechtin yliopiston tutkijaryhmä sanoo nyt, että kyseessä oli tähtitieteellisten ja maanpäällisten olosuhteiden yhteisvaikutus, joka yhdessä kaatoi planeettamme yli äyräiden.
Science-lehdessä julkaistu havainto lisää ymmärrystämme siitä, miten muutokset maapallon kiertoradalla vaikuttavat ilmastoon. Se tarjoaa myös tietoa harvinaisesta historiallisesta ennakkotapauksesta nykyiselle ilmaston lämpenemisen aikakaudellemme.
Orbitaaliset kummallisuudet
Kysymyksen ytimessä on se tosiasia, että Maan kiertorata ei ole täydellinen, vakaa ympyrä, jonka yleensä kuvittelemme. Polkumme Auringon ympäri näyttää itse asiassa hyvin lievästi puristetulta ympyrältä eli ellipsiltä. Tähtitieteilijät kutsuvat tätä eksentrisyydeksi, ja se vaihtelee ennustettavasti ajan myötä, muuttuen enemmän tai vähemmän litistyneeksi säännöllisessä syklissä. Eksentrisyydellä on kuitenkin havaittavia, joskin hienovaraisia vaikutuksia ilmastoon, sanoo Havaijin yliopiston merentutkija ja tutkimuksen toinen kirjoittaja Richard Zeebe.
”Jos tarkastelemme viimeisiä 100 miljoonaa vuotta, havaitsemme selviä yhteyksiä eksentrisyyden ja ilmaston muutosten välillä”, hän sanoo.
Hän ja hänen toinen kirjoittajansa Lucas Lourens käyttivät Etelä-Atlantin valtameren sedimenttisydämen aineistoa jäljittääkseen Maan eksentrisyydessä tapahtuneita muutoksia PETM-ilmiön aikoihin. Kun he katsoivat, millaisia sedimenttejä kerrostui päällekkäin, he havaitsivat säännönmukaisen kaavan, joka vastasi tähtitieteellisten mallien mukaisia eksentrisyysjaksoja. Koska sedimentit muuttuvat ennustettavasti ilmaston muuttuessa, ne ovat hyvä korvike Maan kiertoradan vaihteluille, sanovat kirjoittajat.
Menetelmän avulla he pystyivät paikantamaan PETM:n äkillisen lämpötilapiikin 56 miljoonaa vuotta sitten, juuri silloin kun Maan kiertorata oli eksentrisimmillään eli elliptisimmillään.
Eksentrisempi kiertorata merkitsisi sitä, että maapallolle osuisi enemmän Auringon säteilyä, Zeebe sanoo. Joten on järkevää, että se aiheuttaisi lämpenemistä. Ja maapallon ilmasto oli jo tuolloin kuuma, mikä tarkoittaa, että se saattoi olla valmiiksi pohjustettu sellaisille palautemekanismeille, jotka johtivat PETM:ään.
”On viitteitä siitä, että tämä yksinkertaisesti laukaisi kynnyskäyttäytymisen”, hän sanoo. ”Lämpeneminen tapahtuu siis hitaasti, hitaasti, hitaasti, ja sitten tulee eksentrisyyden kaltainen laukaiseva tekijä, joka voi sitten aiheuttaa takaisinkytkentöjä, jotka pohjimmiltaan johtavat PETM:ään.”
Tukahduttavat olosuhteet säilyivät Zeeben mukaan noin 170 000 vuotta, mikä on pidempi ajanjakso kuin joissakin aiemmissa arvioissa oletettiin.
Moderni analogi
Uusi selitys PETM:lle on sinänsä kiehtova, muistutus siitä, että Maan kiertoradan dynamiikalla voi olla todellisia vaikutuksia elämäämme. PETM on kuitenkin korvaamaton resurssi myös nykypäivän ilmastonmuutoksen ymmärtämisessä. Se on yksi harvoista ajanjaksoista maapallon historiassa, jolloin ilmasto on lämmennyt hyvin nopeasti, ja se voi antaa viitteitä siitä, mitä voimme odottaa lähitulevaisuudessa.
PETM:n yksi seuraus oli sukupuuttoon kuoleminen ja lajien nopea siirtyminen uusiin elinympäristöihin, ja näiden biologisten häiriöiden vaikutukset näkyvät yhä tänä päivänä. Ilmastonmuutos aiheuttaa samanlaista stressiä lajeille eri puolilla maapalloa, kun taas toiset lajit pääsevät uusiin elinympäristöihin.
Ja PETM on varoitus myös meille, ikään kuin tarvitsisimme vielä varoitusta. Vaikka maapalloa ei vielä uhkaa 56 miljoonaa vuotta sitten nähty äärimmäinen lämpeneminen, jo muutamalla asteella voi olla tuhoisat seuraukset. Sellaiset takaisinkytkentävaikutukset, jotka vain pieni lämpeneminen käynnisti tuolloin, voivat toistua nykyäänkin ja muuttaa pienen muutoksen massiiviseksi.
”Työnnät systeemiä johonkin suuntaan, ja systeemin reaktio on mennä vielä pidemmälle siihen suuntaan”, Zeebe sanoo.