Nasza planeta staje się dziś cieplejsza, to fakt. Ale nie jest to najgorętszy okres w historii naszej planety – w rzeczywistości jest do tego daleko. W różnych punktach, miliony lub miliardy lat temu, Ziemia była o wiele bardziej ciepła niż teraz.
Jeden z najbardziej godnych uwagi gorących przebłysków nastąpił 56 milionów lat temu, podczas Paleoceńsko-Eoceńskiego Maksimum Termicznego, lub PETM. Był to stosunkowo krótki okres gwałtownego, nietypowego ocieplenia. W tym czasie temperatury, które już wcześniej były znacznie wyższe od normalnych, wzrosły o około dziewięć stopni Fahrenheita (5 stopni Celsjusza) w ciągu zaledwie kilku tysięcy lat. Warunki tropikalne panowały daleko poza równikiem, a czapy lodowe były całkowicie nieobecne na biegunach.
Wpływ na życie był dramatyczny. Organizmy morskie ginęły całymi rzeszami, nie mogąc poradzić sobie z cieplejszymi wodami. Tymczasem ssaki skorzystały na tym, rozprzestrzeniając się i różnicując gwałtownie w ciągu następnych tysiącleci, ustanawiając scenę dla przyszłych gatunków, w tym dla nas.
PETM jest również punktem odniesienia dla naszego obecnego klimatu, oferując wgląd w to, jak to wygląda, gdy Ziemia gwałtownie się ociepla, podczas gdy węgiel wylewa się do atmosfery.
Ale PETM nie został zainicjowany przez węgiel atmosferyczny, chociaż węgiel zaostrzył wzrost temperatury. Zamiast tego, grupa naukowców z University of Hawaii i Utrecht University teraz powiedzieć, że był to zbieg astronomicznych i ziemskich warunków, które połączone do przewrócenia naszej planety nad krawędzią.
Znalezisko, opublikowane w Science, dodaje do naszego zrozumienia, jak zmiany w orbicie Ziemi wpływają na klimat. Oferuje również wgląd w rzadki historyczny precedens dla naszej obecnej ery globalnego ocieplenia.
Orbitalne dziwactwa
Skorupą problemu jest fakt, że orbita Ziemi nie jest idealnym, stabilnym kołem, które zwykle sobie wyobrażamy. Nasza ścieżka wokół Słońca w rzeczywistości wygląda jak lekko zgniecione koło, lub elipsa. Astronomowie nazywają to ekscentrycznością i zmienia się ona w przewidywalny sposób w czasie, stając się mniej lub bardziej zgnieciona w regularnym cyklu. Ale stopień ekscentryczności ma zauważalny, choć subtelny wpływ na klimat, mówi oceanograf z Uniwersytetu Hawajskiego i współautor badania Richard Zeebe.
„Jeśli spojrzymy na ostatnie 100 milionów lat, widzimy wyraźne związki między zmianami ekscentryczności i klimatu”, mówi.
On i jego współautor Lucas Lourens użyli rdzenia osadowego z Południowego Oceanu Atlantyckiego, aby śledzić zmiany ekscentryczności Ziemi w czasie PETM. Patrząc na to, jakie rodzaje osadów zostały położone jeden na drugim, zauważyli regularny wzór, który pokrywał się z cyklami ekscentryczności z modeli astronomicznych. Ponieważ osady zmieniają się przewidywalnie jak zmienia się klimat, są one dobrym proxy dla zmian w orbicie Ziemi, mówią autorzy.
Z tą metodą, byli oni w stanie wskazać nagły skok temperatury PETM na 56 milionów lat temu, dokładnie wtedy, gdy orbita Ziemi była najbardziej ekscentryczna, lub eliptyczna.
Bardziej ekscentryczna orbita oznaczałaby, że więcej promieniowania słonecznego uderza w Ziemię, mówi Zeebe. Więc to ma sens, że to spowodowałoby ocieplenie. A klimat Ziemi był już gorący w tym czasie, co oznacza, że mógł być przygotowany do rodzaju mechanizmów zwrotnych, które doprowadziły do PETM.
„Istnieją wskazania, że to po prostu wywołało zachowanie progowe”, mówi. „Tak więc, ocieplasz się powoli, powoli, powoli, a następnie masz spust jak ekscentryczność, która następnie może spowodować sprzężenia zwrotne, które zasadniczo skutkują PETM.”
Dławiące warunki utrzymywały się przez około 170,000 lat, Zeebe mówi, dłuższy zakres niż niektóre poprzednie szacunki zakładały.
Modern Analog
Nowe wyjaśnienie dla PETM jest intrygujące samo w sobie, przypomnienie, że dynamika orbity Ziemi może mieć rzeczywisty wpływ na nasze życie. Ale PETM jest nieoceniony jako zasób do zrozumienia zmian klimatycznych dzisiaj, jak również. Jest to jeden z niewielu okresów w historii Ziemi, gdzie klimat stał się bardzo ciepły, bardzo szybko, i może zaoferować kilka wskazówek, czego możemy się spodziewać w najbliższej przyszłości.
Wyginięcia i szybkie przemieszczanie się gatunków do nowych siedlisk było jednym z wyników PETM, a wpływ tych biologicznych perturbacji są nadal odtwarzane dzisiaj. Zmiany klimatyczne w podobny sposób stresują gatunki na całym świecie, jednocześnie umożliwiając innym dostęp do nowych siedlisk.
A PETM brzmi również jak ostrzeżenie dla nas, jakbyśmy nadal go potrzebowali. Podczas gdy Ziemia nie jest jeszcze zagrożona ekstremalnym ociepleniem, jakie obserwowano 56 milionów lat temu, zaledwie kilka stopni może mieć katastrofalne skutki. Rodzaj efektów zwrotnych, które tylko niewielkie ocieplenie wywołało wtedy, może się powtórzyć dzisiaj, zmieniając niewielką zmianę w ogromną.
„Skłaniasz system w jednym kierunku, a odpowiedzią systemu jest pójście jeszcze dalej w tym kierunku”, mówi Zeebe.
.