A bolygónk ma egyre melegebb, ez tény. De nem ez a legmelegebb időszak bolygónk történetében – sőt, távolról sem. Több millió vagy milliárd évvel ezelőtt a Föld különböző időpontokban sokkal melegebb volt, mint most.
Az egyik legjelentősebb hőhullám 56 millió évvel ezelőtt, a paleocén-eocén hőmaximum, vagy PETM idején következett be. Ez a gyors, abnormális felmelegedés viszonylag rövid időszaka volt. Ez idő alatt az amúgy is jóval a normálisnál magasabb hőmérséklet néhány ezer év alatt mintegy 9 Fahrenheit-fokkal (5 Celsius-fokkal) ugrott meg. Trópusi körülmények uralkodtak messze az Egyenlítőn túl, és a sarkokról teljesen hiányoztak a jégsapkák.
Az életre gyakorolt hatások drámaiak voltak. A tengeri élőlények tömegesen pusztultak el, mivel nem tudtak megküzdeni a melegebb vízzel. Eközben az emlősök jól jártak, az ezt követő évezredekben gyorsan elterjedtek és diverzifikálódtak, megteremtve a feltételeket a későbbi fajok, köztük a miénk számára.
A PETM a jelenlegi éghajlatunk viszonyítási pontja is, betekintést nyújtva abba, hogy milyen az, amikor a Föld gyorsan felmelegszik, miközben szén kerül a légkörbe.
A PETM-et azonban nem a légköri szén okozta, bár a szén súlyosbította a hőmérséklet-emelkedést. Ehelyett a Hawaii Egyetem és az Utrechti Egyetem tudósainak egy csoportja most azt állítja, hogy csillagászati és földi körülmények összejátszása volt az, ami együttesen billentette bolygónkat a szakadék szélére.
A Science folyóiratban közzétett felfedezés hozzájárul ahhoz, hogy jobban megértsük, hogyan befolyásolják a Föld pályájának változásai az éghajlatot. Emellett betekintést nyújt a globális felmelegedés jelenlegi korszakának ritka történelmi előzményeibe is.
Pálya furcsaságai
A kérdés lényege, hogy a Föld pályája nem az a tökéletes, stabil kör, amit általában elképzelünk. A Nap körüli pályánk valójában egy nagyon enyhén összenyomott körnek, vagy ellipszisnek tűnik. A csillagászok ezt excentricitásnak nevezik, és az idő múlásával kiszámíthatóan változik, szabályos ciklusban többé-kevésbé összenyomottá válik. Az excentricitás mértéke azonban észrevehető, bár finom hatásokat gyakorol az éghajlatra, mondja Richard Zeebe, a Hawaii Egyetem oceanográfusa és a tanulmány társszerzője.
“Ha megnézzük az elmúlt 100 millió évet, egyértelmű kapcsolatot látunk az excentricitás és az éghajlat változásai között” – mondja.
Ő és társszerzője, Lucas Lourens a Dél-Atlanti-óceánból származó üledékmagot használtak, hogy nyomon kövessék a Föld excentricitásában bekövetkezett változásokat a PETM idején. Megnézték, hogy milyen üledékfajták rakódtak egymásra, és egy szabályos mintázatot láttak, amely egybevágott a csillagászati modellek excentricitási ciklusaival. Mivel az üledékek kiszámíthatóan változnak az éghajlat változásával, a szerzők szerint jó helyettesítői a Föld pályájának változásainak.
A módszerrel pontosan meg tudták határozni a PETM hirtelen hőmérséklet-csúcsát 56 millió évvel ezelőttre, amikor a Föld pályája a leginkább excentrikus, vagyis elliptikus volt.
Az excentrikusabb pálya azt jelenti, hogy több napsugárzás éri a Földet, mondja Zeebe. Így logikus, hogy ez felmelegedést okozna. És a Föld éghajlata már ekkor is meleg volt, ami azt jelenti, hogy a PETM-hez vezető visszacsatolási mechanizmusokra lehetett felkészülve.
“Vannak arra utaló jelek, hogy ez egyszerűen küszöbmagatartást váltott ki” – mondja. “Tehát lassan, lassan, lassan felmelegszünk, és aztán jön egy olyan kiváltó ok, mint az excentricitás, ami aztán olyan visszacsatolásokat okozhat, amelyek lényegében a PETM-et eredményezték.”
A fojtogató körülmények körülbelül 170 000 évig tartottak fenn, mondja Zeebe, ami hosszabb időszak, mint azt néhány korábbi becslés feltételezte.
Modern analóg
A PETM új magyarázata önmagában is érdekes, emlékeztet arra, hogy a Föld pályájának dinamikája valós hatással lehet az életünkre. De a PETM felbecsülhetetlen értékű forrás a mai klímaváltozás megértéséhez is. Ez egyike azon kevés időszakoknak a Föld történetében, amikor az éghajlat nagyon gyorsan nagyon felmelegedett, és ez adhat némi támpontot arra, hogy mire számíthatunk a közeljövőben.
A PETM egyik eredménye a kihalási események és a fajok új élőhelyekre való gyors vándorlása volt, és ezeknek a biológiai zavaroknak a hatása még ma is érvényesül. A klímaváltozás hasonlóképpen stresszeli a fajokat szerte a világon, miközben mások számára új élőhelyeket tesz lehetővé.
A PETM pedig számunkra is figyelmeztető jel, mintha még mindig szükségünk lenne rá. Bár a Földet még nem fenyegeti az 56 millió évvel ezelőtti extrém felmelegedés veszélye, már néhány fok is katasztrofális következményekkel járhat. Az a fajta visszacsatolás, amit akkor egy kis felmelegedés elindított, ma is megismétlődhet, és egy kis változásból hatalmas változás lehet.
“Ha a rendszert egy irányba lökdösöd, a rendszer válasza az lesz, hogy még tovább megy abba az irányba” – mondja Zeebe.