Země má v klimatické hře překvapivého nového hráče: kyslík. I když kyslík není skleníkovým plynem zachycujícím teplo, jeho koncentrace v naší atmosféře může ovlivnit, kolik slunečního záření dopadne na zem, a nové modely naznačují, že tento účinek změnil v minulosti klima.
Související obsah
- Mrtvé zóny oceánu se globálně zhoršují v důsledku změny klimatu
- Více oxidu uhličitého ve vzduchu způsobuje, že některé plodiny jsou méně výživné
Kyslík v současné době tvoří asi 21 procent plynů v atmosféře planety, ale tato úroveň nebyla v historii Země stabilní. Prvních pár miliard let bylo v atmosféře málo kyslíku. Pak, asi před 2, 5 miliardami let, se kyslík začal přidávat do atmosféry fotosyntetickými cyanobakteriemi. „Kyslík je produkován jako odpadní produkt fotosyntézy. Je spotřebováváno dýcháním, “vysvětluje vědec z University of Michigan, klimatolog Chris Poulsen, hlavní autor studie zveřejněné dnes v Science .
Tento odpadní produkt vyvolal hromadné vyhynutí známé jako Velká kyslíková událost. Postupem času se však vyvinuly nové formy života, které využívají nebo vylučují kyslík při dýchání a hladiny kyslíku v atmosféře stále rostou. „Produkce a zakopávání rostlinné hmoty po dlouhou dobu způsobuje zvýšení hladiny kyslíku, “ vysvětluje Poulsen. Úrovně mohou opět klesat, když se tato uvězněná starověká organická hmota dostane do půdy a prvky, jako je železo, reagují s kyslíkem z atmosféry, což je reakce zvaná oxidační zvětrávání. V důsledku těchto procesů se hladina atmosférického kyslíku v posledních 540 milionech let pohybovala od nízkých 10 procent do vysokých 35 procent.
Poulsen a jeho kolegové studovali klima a rostliny pozdního paleozoika a během setkání začali hovořit o tom, zda hladiny kyslíku mohly nějak ovlivnit klima v minulosti. Studie prokázaly, že atmosférický oxid uhličitý je v hlubokém čase hlavním hybatelem klimatu, takže většina myšlenek na kyslík byla zanedbatelná.
Počítačové modely založené na uhlíkových datech však nedokázaly vysvětlit všechno v záznamu. Například cenomanián, věk na konci křídy, se vyznačoval vysokými hodnotami oxidu uhličitého a stoupajícími teplotami, ale modely této doby obvykle vyplivly polární teploty a míry srážení, které jsou příliš nízké ve srovnání s údaji získanými z paleogeologického záznamu. Poulsen začal modifikovat klimatický model tak, aby otestoval myšlenku na kyslík, a výsledky ukázaly, že změny v koncentraci kyslíku skutečně měly dopad prostřednictvím řady zpětných vazeb.
"Snížení hladiny kyslíku ztenčuje atmosféru a umožňuje většímu slunečnímu záření dosáhnout povrchu Země, " vysvětluje Poulsen. Více slunečního světla umožňuje vypařování větší vlhkosti z povrchu planety, což zvyšuje vlhkost. Protože vodní pára je skleníkový plyn, více tepla se zachytí blízko zemského povrchu a teploty se zvýší. Zvýšená vlhkost a teplota také vede ke zvýšení srážek. Naproti tomu, když jsou koncentrace kyslíku vyšší, atmosféra se zhoustne a rozptýlí více slunečního světla. Výsledkem je, že na zachycení tepla je méně vodní páry.
Vědci tvrdí, že přidání kyslíku během dalších časových období by mohlo vést k přesnějším modelům planety. Poulsen však varuje, že studie nemá vliv na to, co je známo o současném klimatu Země. Klima planety se dnes mění, protože hladiny skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý a metan, dramaticky stoupají - kyslík není faktorem.
„Hladina kyslíku dnes klesá, ale velmi pomalu, přibližně desítky dílů na milion za rok, “ říká. „Tato rychlost je příliš nízká na to, aby ovlivnila klima v moderním světě.“ a budoucí vědci v oblasti klimatu budou muset do svých modelů přidat kyslík, aby získali úplný obrázek.
