Od pliocenu poprzez plejstocen (eem i wurm) do holocenu i antropocenu – koncentracje CO2 i temperatury globalne

Proxy.

Jak zmieniał się klimat od pliocenu do dziś? Mniej więcej wiemy na podstawie badań tzw. proxy, czyli badań pośrednich kiedy jeszcze nie były mierzone temperatury (kiedy nie było ludzi, a jak byli to jeszcze nie dysponowali żadną techniką). Obliczeń dokonuje się za pomocą rdzeni lodowych, grubości słojów drzew, pyłków oraz szczątków roślinnych i zwierzęcych w osadach jezior, mórz i oceanów, odwiertów głębinowych, koralowców, zasięgów lodowców górskich i zapisków historycznych.

Pliocen – ciepły okres.

Ostatnia koncentracja CO2 bliska naszej była ok. 3-3,5 mln lat temu w okresie zwanym pliocenem. Oscylowała mniej więcej między 365 a 410 ppm. Tylko, że wtedy temperatury były wyższe o 2-3 stopnie Celsjusza niż dziś. A pozom wód był wyższy o około 20 metrów. Akurat był to czas gdy Grenlandia zaczęła pokrywać się lądolodem. W każdym razie ten ciepły okres geologiczny jest pewnego rodzaju wzorcem – odnośnikiem podobnych koncentracji dwutlenku węgla do naszych. Ciekawą sprawą jest jakie były zmiany nachylenia ekliptyki względem orbity Ziemi, które miały miejsce w Pliocenie?

Rysunek. Od 5,5 mln lat temu w pliocenie do dziś w antropocenie

Eem – najcieplejszy interglacjał.

Podczas plejstocenu, w eemie (130-115 tys. lat temu), w przedostatnim, i to zdecydowanie najcieplejszym na razie, interglacjale koncentracja CO2 już nie odgrywała takiej roli. Oscylowała zapewne między 280 a 300 ppm. Temperatura globalna była o ułamek cieplejsza niż dziś, a poziom wód oceanów był wyższy o 6-9 metrów. Jak to możliwe żeby przy tak niskiej koncentracji dwutlenku węgla były nieco wyższe średnie temperatury powierzchni Ziemi oraz wyższy poziom Wszechoceanu? To z pewnością jest zagadka dla naukowców. I właśnie ciepły eem z kolei jest wzorcem temperaturowym względem naszego współczesnego antropocenu.

Ważne spostrzeżenie. We wspomnianej przeszłości koncentracje dwutlenku węgla nie nadążały za wzrostem temperatur Ziemi. Dziś jest na odwrót. To koncentracje CO2 są bardziej dynamiczne od temperatur. I to one od co najmniej 250 lat odgrywają kluczową rolę w ocieplaniu naszej planety.

Wurm – ostatni glacjał.

Podczas ostatniego glacjału wurmu (115-12,5 tys. lat temu) koncentracje CO2 były bardzo niskie. Wynosiły ok. 180-200 ppm. Gdy w tamtych czasach było zimno na planecie dwutlenek węgla był silniej absorbowany przez oceany, których chłodne wody łatwo rozpuszczały ten gaz. Natomiast w atmosferze zaznaczył się jego silny spadek, co sprzyjało przyrostowi czap polarnych w Arktyce i na Antarktydzie oraz później lądolodów na półkuli północnej poza obszarami podbiegunowymi: Laurentyńskiego w Ameryce Północnej, Skandynawskiego w Europie oraz Tajmyrskiego w Azji na Syberii. Oczywiście te wszystkie procesy wystąpiły również pod wpływem zmiany ekliptyki względem orbity Ziemi. Nastąpił wtedy taki kąt padania promieni słonecznych, że coraz słabiej były oświetlone rejony polarne. Temperatury średnie w wurmie były niższe niż w holocenie o co najmniej 5-6 stopni Celsjusza.

Holocen – trend wzrostowy od preboreału do optimum holoceńskiego.

Już w holocenie, w okresie preborealnym, ok. 12,5 tysięcy lat temu zmiany orbity Ziemi coraz silniej wskazywały kąt padania promieni słonecznych na rejony podbiegunowe i biegunowe. Sprzyjało to stopniowemu topnieniu czap polarnych i wspomnianych wyżej lądolodów. Oceany uwalniały duże ilości dwutlenku węgla do atmosfery. Ziemia się ocieplała. Zaczęły wzrastać szybko koncentracje od 180 ppm do 280-300 ppm. Zapewne już w ciepłych okresach: borealnym i atlantyckim, koncentracje oscylowały około 300 ppm. Temperatura globalna rosnąc wraz z koncentracją CO2, ustabilizowały się na nieco niższym poziomie niż nasze współczesne. Najwyższe optimum aktywności słonecznej wystąpiło około 7 tysięcy lat temu. Trwało ono mniej więcej do 5 tysięcy lat temu.

Holocen – trend spadkowy od końca okresu atlantyckiego do drugiej połowy XVIII wieku.

Od końca okresu atlantyckiego poprzez okresy subborealny i większość naszego już subatlantyckiego okresu, koncentracja CO2 spadała w bardzo niewielkim stopniu przez około 5 tysięcy lat między około 300 a 280 ppm, co najmniej do połowy XVIII wieku. Ale temperatura Ziemi spadała aż do połowy XIX wieku, czyli do czasu zakończenia Małej Epoki Lodowej, kiedy powierzchnia globu zaczęła się wyraźnie ocieplać dzięki rosnącemu wpływowi antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych, choć jeszcze ludzkość kompletnie o tym nie wiedziała. Wraz z trendem spadkowym temperatur od 7 tysięcy lat do dziś, kąt nachylenia ekliptyki względem orbity Ziemi coraz mniej sprzyjał padaniu promieni słonecznych na rejony polarne Arktyki. A więc gdyby nie nasza działalność przemysłowa zmierzalibyśmy ku dalszemu ochładzaniu planety.

Antropocen – trend wzrostowy.

Antropocen to nasz współczesny okres, w którym przekształciliśmy wiele ekosystemów ziemskich oraz zaburzyliśmy klimat, trwający zaledwie 266 lat. To czas wzrostu naszych koncentracji CO2. Nasze koncentracje dwutlenku węgla wzrosły od 1750 do 1958 roku z 280 ppm do zaledwie 316 ppm mierzone za pomocą rdzeni lodowych (badań pośrednich, czyli tzw. proxy), a od 1958 roku do dziś z 316 ppm do 401 ppm mierzone już za pomocą spektrometrów w podczerwieni. A więc, w ciągu ostatnich 58 lat, nastąpił wielokrotnie większy wzrostk koncentracji CO2 w atmosferze. Temperatura globalna od drugiej połowy XVIII wieku do dziś wzrosła o ponad 1,1 stopnia Celsjusza. A dokładniej można powiedzieć, że być może około 0,25°C wzrosła średnia temperatura powierzchni Ziemi od 1750 do 1880 roku. Tu pomiary wykonano w proxy, zwłaszcza za pomocą metod obliczania grubości słojów drzew i rdzeni lodowych. Dokładniejszy i bardziej frapujący pomiar, już wykonany za pomocą termometrów, daje nam okres 1880-2010 gdzie temperatura wzrosła aż o 0,85°C.

Dzisiejszy trend wzrostowy – to przede wszystkim koncentracja CO2.

Koncentracja dwutlenku węgla góruje dziś bardzo wyraźnie nad wzrostem średniej temperatury Ziemi przy jej powierzchni. Systematycznie ona wzrasta wraz z działalnością ludzką, czyli spalaniem paliw kopalnych i wylesianiem Ziemi. Im intensywniej ludzkość będzie emitować gazy cieplarniane do atmosfery, zwłaszcza dwutlenek węgla, tym szybszy będzie wzrost koncentracji tychże gazów. A to sprzyja szybszemu podnoszeniu się temperatury w skali globu. Na razie temperatura Ziemi wolno wzrasta, ale niestety wraz z coraz szybciej rosnącą koncentracją CO2, to się zmieni. Przy dalszej takiej intensywnej działalności przemysłowej człowieka świat wkrótce, już za kilka dekad, ociepli się o 2 stopnie Celsjusza, a może nawet przekroczy podwojenie koncentracji CO2. Czyli dokładniej mówiąc, od czasów epoki przemysłowej wynoszącego 280 ppm podwojenie nastąpi do 560 ppm, a temperatura może nawet podnieść się do 3 stopni Celsjusza.

http://earlywarn.blogspot.com/2012/01/more-paleoclimate-vegetation-maps.html

Autor: Jacek Baraniak

Jestem z zamiłowania i z wykształcenia ekologiem, ale tylko z pasji miłośnikiem klimatologii. Obie nauki w szczególny sposób są podobne do siebie, gdyż ludzkość wywiera szczególny wpływ na Ziemię w obrębie tych dwóch dziedzin nauki. Dokonuje destrukcji zarówno względem środowiska przyrodniczego, jak i klimatu naszej planety. W szczególności obu tym dyscyplinom naukowym poświęcony jest ten blog.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s

%d blogerów lubi to: