Kouzlo vážného globálního oteplování před 55 miliony let vyvolalo ne jediné, ale dvě injekce skleníkových plynů do atmosféry - a míra nárůstu naznačuje, že událost starověkého oteplování může mít důležité ponaučení pro to, co lze očekávat při dnešní změně klimatu.
Související obsah
- Recese, ne Fracking, řídil pokles amerických emisí uhlíku
- Co se můžeme naučit vykopáním tajemství hlubokého uhlíku Země
- Cestujte v hlubokém čase s touto interaktivní zemí
- Plyn, pravděpodobně methan, vytéká z 570 míst mimo východní pobřeží
Jedním z nejlepších způsobů, jak prozkoumat, jak globální oteplování způsobené člověkem ovlivní Zemi v budoucnosti, je studovat, jak naše planeta v minulosti reagovala na změnu klimatu. Mnoho vědců se domnívá, že tepelné paleocen-eocénové maximum (PETM) před 55 miliony let je zvláště důležité pro naši současnou situaci, protože také zahrnovalo masivní vstřikování uhlíku do atmosféry, které vedlo ke spirálovitým globálním teplotám.
Ne všichni vědci však byli přesvědčeni, že se od PETM máme co učit. Některé studie naznačovaly, že se klima zpět změnilo mnohem pomaleji, než se nyní mění, přičemž atmosférický uhlík se postupně vytvářel asi po 20 000 letech, pravděpodobně kvůli pomalému uvolňování sopečných plynů. Další studie dospěly k závěru, že ke změnám PETM došlo příliš rychle pro srovnání se současnou situací. Studie v loňském roce naznačila, že atmosférický uhlík prudce vzrostl během několika let, možná kvůli masivnímu přílivu uhlíku z dopadu komety.
Ale nejnovější geologické důkazy, zveřejněné dnes v Nature Geoscience, způsobují, že tyto „příliš pomalé“ a „příliš rychlé“ scénáře oteplování začínají vypadat nepravděpodobně. Místo toho byla míra změn pravděpodobně „správná“ pro moderní srovnání.
Vědci vedeni Gabem Bowenem na univerzitě v Utahu vyvrtali jádro o výšce 820 stop nad zemí poblíž Powell, Wyoming. Jejich vzorek prochází starými půdami - nyní obrácenými na kámen -, které se vytvořily před, během a po PETM. Půdní vrstvy obsahují tisíce karbonátových uzlů, z nichž každá obsahuje různé druhy uhlíku, které odrážejí složení atmosféry v době, kdy se vytvořila uzlina. Měřením těchto odrůd nebo izotopů v každém uzlu mohli vědci vytvořit obrázek o tom, jak byl do staré atmosféry přidáván uhlík. Není to poprvé, co vědci vytvořili takový uhlíkový rekord pro PETM - podobné profily byly vytvořeny pomocí informací z jader mořských sedimentů. Ale mořské sedimenty jsou duseny zvířaty, které rozmazávají detaily uhlíkového obrazu způsobem, který se na zemi tak snadno nestane, říkají vědci.
Šedé, zaoblené uzly uhličitanové tečky, tato jádra sedimentů vrtaná ze severního Wyomingu. (Bianca Maibauer, University of Utah) Výsledky ukazují, že uhlík byl do atmosféry čerpán po dobu několika tisíc let - zhruba stejným tempem jako dnešní emise. Zjistili také, že do atmosféry vstoupilo ročně nejméně 992 milionů tun uhlíku - to je v řádu velikosti dnešní roční míry 10, 5 miliardy tun.
Asi nejzajímavějším zjištěním však bylo, že se zdá, že PETM zahrnoval dva oddělené uhlíkové impulzy. Několik tisíc let předtím, než se PETM dostal do plného proudu, nastalo krátkodobé období globálního oteplování. Hladiny uhlíku v atmosféře vzrostly v průběhu asi 1500 let, zůstávaly na vysoké úrovni po tisíciletí, a pak se rychle vrátily k normálu. Po dalších několika tisíciletích se hladiny uhlíku opět zvýšily - ale tentokrát zůstaly vysoké po desetitisíce let, což způsobilo skutečnou událost PETM.
"Toto je první silný důkaz, že tyto dva pulsy byly časově velmi těsně rozloženy, " říká spoluautor studie Scott Wing, paleobiolog v Smithsonianově Národním muzeu přírodní historie. Je to významné pozorování, říká, protože to znamená, že můžeme lépe posoudit, co přesně spustilo PETM. "Je téměř trapné, že jsme dosud nevyřešili příčinu, " říká Wing. "Je to první věc, kterou někdo chce vědět - ale ještě 20 let po identifikaci PETM se stále hádáme o příčině."
Zdá se, že nové výsledky vylučují velmi pomalý, vulkanicky indukovaný scénář - uhlík vstoupil do prostředí příliš rychle, aby to fungovalo. A protože tam byly dva odlišné pulsy oteplování, scénář komety vypadá také slabý. "Musíte tedy mít dvě oddělené komety - zní to trochu jako zvláštní prosba, " říká Wing.
Paleobiolog Scott Wing z Smithsonian Institution drží hlavní vzorek vyvrtaný z Wyomingské Willwoodské formace ve studii o epizodě globálního oteplování vedené University of Utah téměř před 56 miliony let. (William Clyde, University of New Hampshire) Autoři namísto toho tvrdí, že uvolnění metanu z depozit pod mořským dnem by vysvětlilo jak rychlost změny, tak zvědavé dvojité pulsy. Tento metan je normálně bezpečně uzamčen v pevné formě zvané metan klatrát, ale i podmořský sesuv půdy mohl stačit k destabilizaci oblasti mořského dna a odemknutí obrovského úsad klatrátu. Tato událost mohla vyvolat krátkodobý puls globálního oteplování před hlavní událostí PETM.
V odezvě na tento počáteční impuls mohly pozemské oceány nasáknout přebytečné atmosférické teplo. Pokud ano, je možné, že tento přirozený mechanismus obnovy spustil hlavní událost. Teplejší oceány mohou samy destabilizovat klatrátová ložiska, což by mohlo vysvětlovat, odkud pocházel druhý uhlíkový impuls, říká Wing. Pokud je tento scénář správný, učiní PETM ještě důležitějším pro dnešek - oceány se znovu zahřívají a usazeniny klatrátů pod mořským dnem se opět destabilizují.
Zdá se, že methanové klatráty vypouštěné ze sedimentů v ruském jezeře Bajkal prostupují ledem. (Louise Murray / Robert Harding World Imagery / Corbis) "Nejprve jsem byl trochu skeptický ohledně studie - uhličitany v půdě se obvykle obtížně interpretují, " říká Henrik Svensen na norské univerzitě v Oslu. „Zdá se však, že je to pěkná a důkladná studie, která do PETM skutečně přidává nové perspektivy.“ Co není jasné, dodává Svensen, proč se dvojitý pulz v jiných studiích neobjevil jasně, vzhledem k tomu, že několik skupin geologové pracující kdekoli na světě použili uhlíkové izotopy ve skalách k rekonstrukci atmosférických podmínek během PETM v relativně vysokých detailech.
Jiní vědci tvrdí, že ve svých dřívějších studiích viděli náznaky těchto dvou impulsů. Například Ying Cui a Lee Kump na Pennsylvánské státní univerzitě a jejich kolegové v roce 2011 zveřejnili analýzu uhlíkových izotopů v PETM mořských sedimentech u pobřeží Spitsbergen v Severním ledovém oceánu. "V záznamu izotopů uhlíku jsme také identifikovali dva impulsy, které se týkaly zesílení a zploštění, " říká Kump.
Přesto ne každý je přesvědčen, že nejnovější důkazy zazní v důsledku předchozích scénářů oteplování. James Wright na Rutgers University spoluautorem loňské noviny s argumentem, že k oteplování PETM došlo rychle, snad kvůli kometě. Protože nové výsledky ukazují, že atmosférické podmínky se vrátily do normálu mezi prvním a druhým impulzem, nemůžeme si být jisti, že první impuls má přímý vztah k PETM, počítá. To by ponechalo cestu otevřenou, aby byl druhý impuls výlučně zodpovědný - což znamená, že nemůžeme úplně vyloučit scénář komety.
Pokud má Wing a jeho kolegové pravdu a událost globálního oteplování PETM je podobná dnešní, víme, že to není dokonalé srovnání. Svět byl před 55 miliony lety velmi odlišným místem. Například ještě před PETM byla planeta tak teplá, že neexistovaly ledové čepice. Neměli bychom se také příliš utěšovat tím, že PETM nezpůsobil velké hromadné vyhynutí, říká Wing, protože zatímco současné globální oteplování neohrožuje existenci našeho druhu, ohrožuje to náš způsob života. "To, o čem mluvíme, jsou obrovské změny, které by mohly způsobit poněkud neuvěřitelné množství lidského utrpení a ztráty věcí, které všichni máme drahá, " říká.
