Pirms 55 miljoniem gadu temperatūra uz mūsu planētas strauji paaugstinājās. Tas ir kļuvis par vienu no dramatiskākajiem klimata pārmaiņu piemēriem. Pasaule nekad nevarētu būt tāda pati.
Astoņdesmito gadu beigās daudzas valdības sāka cieši aplūkot klimata pārmaiņu jautājumu. Dubļi okeāna apakšā pie Antarktīdas krastiem bija pārsteigums. Izrādījās, ka Zeme jau iepriekš bija cietusi globālo sasilšanu.
Kāds ir maksimālais siltums?
Apmēram pirms 55 miljoniem gadu pasaules temperatūra strauji paaugstinājās. Kā tagad, tas ir izraisījis okeāna līmeņa un skābuma palielināšanos, kā arī daudzu sugu izmiršanu.
Nav pārsteidzoši, ka zinātnieki šo notikumu, kas pazīstams kā vēlīnā paleocēna termiskais maksimums (PETM), uzskata par noderīgas informācijas potenciālo bagātību, kas palīdz izprast pašreizējās klimata izmaiņas.
Reklāmas video:
Tagad mēs zinām, ka tas bija ātrākais un dramatiskākais klimata izmaiņu gadījums Zemes vēsturē. Tās cēloņi joprojām ir pretrunīgi, taču zinātnieki vilina dīvainas paralēles ar mūsdienu apstākļiem. Bet tas ir droši zināms: šādu izmaiņu ietekmei bija tālejošas sekas. Iespējams, ka šie notikumi mainīja dzīves gaitu uz planētas.
Par ko runā skābekļa un oglekļa izotopi?
Ģeologi, kuri 1980. gadā pētīja minētos Antarktikas atradnes, savus atradumus publicēja 1991. gadā. Viņi ziņoja, ka sīku planktonisko fosiliju klātbūtne dubļos norāda uz straujām temperatūras izmaiņām.
Precīzāk, tie bija skābekļa izotopi, kas "ieslēgti" šajos apvalkos. Apmēram pirms 55 miljoniem gadu smagā skābekļa-18 daudzums čaumalās ievērojami palielinājās attiecībā pret vieglo skābekli-16.
Skābekļa-18 pārpilnība ir pārliecināta zīme, ka apstākļi bija siltāki. Ūdens vieglāk iztvaiko augstākā temperatūrā, un skābeklis-16 ar to. Tas nozīmē, ka siltais ūdens saturēja vairāk skābekļa-18, un tajā dzīvojošajā planktonā čaumalās bija vairāk šī elementa.
Šie atklājumi izrādījās noderīgi cita iemesla dēļ. Viņi norādīja, kāpēc okeāna temperatūra sāka celties. Tas bija saistīts ar oglekli ūdenī.
Tāpat kā skābeklis, ogleklis pastāv dažādās izotopu formās. Kamēr planktons tika bagātināts ar skābekli-18, tajā bija arī oglekļa-12 palielināšanās, salīdzinot ar oglekļa-13. Tas nozīmē, ka okeānos ir palielinājies tā piedāvājums.
Siltumnīcas efekts pirms miljoniem gadu
Parasti tas notiek pēc tam, kad atmosfērā masveidā izdalās ar oglekli bagātas siltumnīcefekta gāzes - oglekļa dioksīds vai metāns. Citiem vārdiem sakot, siltuma maksimumu izraisīja siltumnīcas efekts, tāpat kā mūsdienu klimata izmaiņas. Bet pašreizējā globālā sasilšana nav tikai termiskā maksimuma atkārtojums. Pirms 55 miljoniem gadu Zeme bija pilnīgi atšķirīga.
Viena no lielākajām problēmām šodien ir tā, ka Antarktikas ledus loksnes sarūk klimata izmaiņu dēļ. Pirms 55 miljoniem gadu tā nebija problēma, jo ledus toreiz vēl nebija. Pat pirms PETM globālā temperatūra bija par vairākiem grādiem augstāka nekā tagad.
Cik ātri mainījās klimats
Daži pētnieki uzskata, ka klimata pārmaiņu tempi tajā laikā arī atšķiras no pašreizējiem. Šī atzinuma iemesls bija pretrunīgi vērtētais pētījums, kas publicēts 2013. gadā.
Zinātnieki ir izpētījuši papildu atradumus, kas veidojās okeāna dibenā pirms 55 miljoniem gadu, bet šoreiz Atlantijas okeāna ziemeļrietumos. Viņi atrada dubļu svītras, kuras, domājams, izveidojās gada ciklos. Aplūkojot ar PETM saistīto skābekļa un oglekļa izotopu daudzumu, viņi atklāja, ka tie ir atrodami tikai 13 joslās. Tas nozīmē, ka temperatūras izmaiņas ir notikušas tikai 13 gadu laikā.
Tas vēl nepierāda, ka siltuma maksimums palielinājās un pēc tam samazinājās nedaudz vairāk kā desmit gadu laikā. Visi pētnieki ir vienisprātis, ka neparasts temperatūras paaugstināšanās, vismaz 5 grādus virs vidējā, ilgst apmēram 170 tūkstošus gadu. Bet tas nozīmē, ka globālā temperatūra PETM laikā 13 gadu laikā ir mainījusies par 5 grādiem. Mūsdienās globālā temperatūra ir palielinājusies par 1 grādu, salīdzinot ar 19. gadsimta beigām.
Iespējamie karstuma cēloņi
Ja klimata pārmaiņas pirms miljoniem gadu patiešām notika tik ātri, tad noteikti bija jānotiek kādam notikumam, kas būtu izraisījis šādu sasilšanu. Lai izraisītu tik strauju globālās temperatūras paaugstināšanos, atmosfērā rekordīsā laikā jāpiepildās ar siltumnīcefekta gāzēm.
Varbūt iemesls ir gāzu izdalīšanās, izkusot milzīgai ar oglekli bagātai komētai, kura lidoja pārāk tuvu Zemei. Klimata pārmaiņas mūsdienās nav tik dramatiskas. Bet ir svarīgi uzsvērt: daudzi pētnieki stingri noliedz, ka šādas globālas izmaiņas ir notikušas tikai 13 gadu laikā.
Trūkumi 13 gadu klimata izmaiņu hipotēzē
Šai idejai ir daudz trūkumu. Vissvarīgākais ir tas, ka okeāns ir fiziski nespēj tik ātri uzkarst. Pasaules okeāni satur milzīgu ūdens daudzumu, un tā sasilšanai nepieciešams pietiekami daudz laika. Pat ja Zemes atmosfērā notiktu masveida CO2 izplūde, okeāniem vienkārši nebūtu bijis laika 13 gadu laikā sasilt. Atmosfēra sasilst salīdzinoši ātri, taču paies tūkstoš gadu tūkstoši, līdz tas pats notiks ar okeāniem.
Citi pētnieki ir ierosinājuši, ka 13 klinšu svītrām vajadzētu nozīmēt gadsimtus, nevis atsevišķus gadus, ja tie ir autentiski. Iespējams, ka tie bija urbšanas procesa rezultāts, kuru zinātnieki izmantoja dubļu ieguvei.
Lielākā daļa pētnieku ir pārliecināti, ka PETM sasilšana notika ilgu laiku, bet cik ilgi tas turpinājās, vēl jānovērtē. 2011. gada aprēķins liecina, ka ogleklis atmosfērā ir nonācis vairāk nekā 20 000 gadu laikā.
Šī lēnā atbrīvošana ļoti atšķiras no mūsdienu. Tas varētu nozīmēt, ka siltumnīcefekta gāzu cēlonis ir vulkāniska aktivitāte.
Ko saka atradumi augsnē?
Vēl viens pētījums tika veikts 2014. gadā. Zinātnieki ir izpētījuši oglekļa izotopus, kas ir saglabājušies augsnē, kas izveidojusies pirms 55 miljoniem gadu tagadējā Amerikā. Ja okeāna nokrišņi norāda uz PETM apstākļiem ūdenī, tad augsne var noskaidrot atmosfēras situāciju, kas ir atbildīga par straujajām klimata izmaiņām.
Iepriekš pieminētais paaugstinātais oglekļa-12 daudzums ir novērots arī augsnē. Šajā gadījumā visas norādes liecina, ka ogleklis atmosfērā ir nonācis 1500 gadu laikā. Tas vairāk izskatās pēc modernām izmaiņām. Zinātnieki lēš, ka katru gadu atmosfērā izdalās apmēram 1 miljards tonnu oglekļa. Pašreizējais emisiju līmenis ir 9,5 miljardi tonnu gadā. Šajā kontekstā PETM izskatās kā saprātīgāks mūsdienu klimata pārmaiņu modelis.