Yerin iqlimində antropogen dalğalanmaların 10 halı

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Uzun müddətdir ki, Yer kürəsinin iqlimi on müxtəlif səbəblərə, o cümlədən orbital yırğalanmalara, tektonik sürüşmələrə, təkamül dəyişikliklərinə və digər amillərə görə dəyişib. Onlar planeti ya buz çağında, ya da tropik istilərdə batırdılar. Onların müasir antropogen iqlim dəyişikliyi ilə necə əlaqəsi var?

Tarixən Yer qartopu və istixana olmağı bacarıb. Əgər iqlim insan zühurundan əvvəl dəyişibsə, o zaman biz haradan bilək ki, bu gün müşahidə etdiyimiz kəskin istiləşmənin günahkarı bizik?

Qismən ona görə ki, biz antropogen karbon dioksid emissiyaları ilə sənayedən əvvəlki dövrdə qlobal temperaturun 1,28 dərəcə Selsi artımı (yeri gəlmişkən, davam edir) arasında aydın səbəbli əlaqə qura bilərik. Karbon dioksid molekulları infraqırmızı şüaları udur, ona görə də onların atmosferdəki miqdarı artdıqca, planetin səthindən buxarlanan daha çox istiliyi saxlayırlar.

Eyni zamanda, paleoklimatoloqlar keçmişdə iqlim dəyişikliyinə səbəb olan prosesləri başa düşməkdə böyük irəliləyişlər əldə ediblər. Hazırkı vəziyyətlə müqayisədə təbii iqlim dəyişikliyinin on halını təqdim edirik.

Günəş dövrləri

Ölçek:0, 1-0, 3 dərəcə Selsi ilə soyutma

Vaxt:bir neçə əsrlə ayrılan 30 ildən 160 ilə qədər davam edən günəş aktivliyindəki dövri düşmələr

Hər 11 ildən bir günəşin maqnit sahəsi dəyişir və bununla birlikdə 11 illik parlaqlaşma və qaralma dövrləri gəlir. Lakin bu dalğalanmalar kiçikdir və Yerin iqliminə cüzi dərəcədə təsir edir.

Son 11.000 il ərzində 25 dəfə baş vermiş günəş aktivliyinin azalmasının on illik dövrləri olan "böyük günəş minimumları" daha əhəmiyyətlidir. Son bir nümunə, Maunder minimumu 1645-1715-ci illər arasında baş verdi və günəş enerjisinin cari orta səviyyədən 0,04% -0,08% aşağı düşməsinə səbəb oldu. Uzun müddət elm adamları Maunder minimumunun 15-ci əsrdən 19-cu əsrə qədər davam edən "Kiçik Buz Dövrü"nə səbəb ola biləcəyinə inanırdılar. Lakin o vaxtdan məlum oldu ki, bu, çox qısa idi və yanlış zamanda baş verdi. Soyuqluğun səbəbi çox güman ki, vulkanik fəaliyyətdir.

Son yarım əsrdə Günəş bir qədər qaralır, Yer isə isinir və qlobal istiləşməni səma cismi ilə əlaqələndirmək mümkün deyil.

Vulkanik kükürd

Ölçek:0, 6 - 2 dərəcə Selsi ilə soyutma

Vaxt:1 yaşdan 20 yaşa qədər

539 və ya 540-cı ildə e. El Salvadorda İlopanqo vulkanının o qədər güclü püskürməsi baş verdi ki, onun şleyfi stratosferə çatdı. Sonradan soyuq yaylar, quraqlıq, qıtlıq və vəba bütün dünyada yaşayış məntəqələrini viran etdi.

İlopanqo miqyasında püskürmələr stratosferə günəş işığını ekranlaşdıran və iqlimi sərinləşdirən sulfat turşusunun əks etdirici damcılarını atır. Nəticədə dəniz buzları əmələ gəlir, daha çox günəş işığı kosmosa əks olunur və qlobal soyutma güclənir və uzanır.

İlopanqonun püskürməsindən sonra qlobal temperatur 20 il ərzində 2 dərəcə aşağı düşüb. Artıq bizim dövrümüzdə 1991-ci ildə Filippində Pinatubo dağının püskürməsi 15 ay müddətində qlobal iqlimi 0,6 dərəcə soyudu.

Stratosferdəki vulkanik kükürd dağıdıcı ola bilər, lakin Yerin tarixi miqyasında onun təsiri kiçik və eyni zamanda keçicidir.

Qısamüddətli iqlim dəyişiklikləri

Ölçek:0,15 dərəcəyə qədər isti

Vaxt: 2 ildən 7 ilə qədər

Mövsümi hava şəraiti ilə yanaşı, yağışa və temperatura da təsir edən digər qısamüddətli dövrlər var. Bunlardan ən əhəmiyyətlisi, El Nino və ya Cənub Salınması, Şimali Amerikada yağıntılara təsir edən tropik Sakit Okeanda dövriyyədə iki ildən yeddi ilədək olan dövri dəyişiklikdir. Şimali Atlantika Salınması və Hind Okeanının Dipolu güclü regional təsirə malikdir. Hər ikisi El Niño ilə qarşılıqlı əlaqədədir.

Bu dövrlərin qarşılıqlı əlaqəsi uzun müddətdir ki, antropogen dəyişikliyin təbii dəyişkənliyin növbəti sıçrayışı deyil, statistik əhəmiyyətli olduğunu sübut etmək imkanına mane olur. Lakin o vaxtdan bəri antropogen iqlim dəyişikliyi təbii hava dəyişkənliyindən və mövsümi temperaturdan çox-çox kənara çıxdı. 2017-ci il ABŞ Milli İqlim Qiymətləndirməsi belə nəticəyə gəldi ki, "müşahidə məlumatlarından təbii dövrlərlə müşahidə edilən iqlim dəyişikliyini izah edə biləcək qəti sübut yoxdur".

Orbital vibrasiyalar

Ölçek: son 100.000 illik dövr ərzində təxminən 6 dərəcə Selsi; geoloji zamana görə dəyişir

Vaxt: 23.000, 41.000, 100.000, 405.000 və 2.400.000 illik müntəzəm, üst-üstə düşən dövrlər

Günəş, Ay və digər planetlər nisbi mövqelərini dəyişdikdə Yerin orbiti dəyişir. Milankoviç dövrləri adlanan bu tsiklik dalğalanmalara görə günəş işığının miqdarı orta enliklərdə 25% dəyişir və iqlim dəyişir. Bu dövrələr tarix boyu fəaliyyət göstərərək, süxurlarda və qazıntılarda görünə bilən alternativ çöküntü təbəqələri yaratmışdır.

Təxminən 11.700 il əvvəl sona çatan Pleistosen dövründə Milankovitch dövrləri planeti buz dövrlərindən birinə göndərdi. Yerin orbitinin dəyişməsi şimal yaylarını orta hesabla daha isti etdikdə Şimali Amerika, Avropa və Asiyada kütləvi buz təbəqələri əridi; orbit yenidən dəyişdikdə və yaylar yenidən soyuqlaşdıqda, bu qalxanlar yenidən böyüdü. İsti okean daha az karbon qazını həll etdikcə, atmosferin tərkibi orbital salınımlarla birlikdə artdı və onların təsirini gücləndirdi.

Bu gün Yer şimal günəş işığının daha bir minimumuna yaxınlaşır, ona görə də antropogen karbon qazı emissiyaları olmasa, yaxın 1500 il ərzində yeni buz dövrünə qədəm qoyacağıq.

Zəif gənc günəş

Ölçek: ümumi temperatur təsiri yoxdur

Vaxt: daimi

Qısamüddətli dalğalanmalara baxmayaraq, bütövlükdə günəşin parlaqlığı milyon ildə 0,009%, Günəş sisteminin yaranmasından 4,5 milyard il əvvəl isə 48% artıb.

Alimlər hesab edirlər ki, gənc günəşin zəifliyindən Yer kürəsinin mövcudluğunun bütün birinci yarısı ərzində donmuş vəziyyətdə qalması nəticə verməlidir. Eyni zamanda, paradoksal olaraq, geoloqlar dalğalarla suda əmələ gələn 3,4 milyard il yaşı olan süxurları aşkar etdilər. Erkən Yerin gözlənilməz isti iqlimi bəzi amillərin birləşməsindən qaynaqlanır: daha az torpaq eroziyası, daha aydın səma, daha qısa günlər və Yer oksigenlə zəngin atmosfer əldə etməmişdən əvvəl atmosferin xüsusi tərkibi.

Yerin mövcudluğunun ikinci yarısında əlverişli şərait, günəşin parlaqlığının artmasına baxmayaraq, paradoksa gətirib çıxarmır: Yerin hava termostatı əlavə günəş işığının təsirinə qarşı çıxır, Yeri sabitləşdirir.

Karbon qazı və hava termostatı

Ölçek: digər dəyişikliklərə qarşı çıxır

Vaxt: 100.000 il və ya daha çox

Yer kürəsinin iqliminin əsas tənzimləyicisi uzun müddətdir atmosferdəki karbon qazının səviyyəsi olmuşdur, çünki karbon qazı istiliyin qarşısını alan və planetin səthindən qalxmasının qarşısını alan davamlı istixana qazıdır.

Vulkanlar, metamorfik süxurlar və eroziyaya uğramış çöküntülərdə karbon oksidləşməsi səmaya karbon qazı buraxır və silikat süxurlarla kimyəvi reaksiyalar atmosferdən karbon qazını çıxararaq əhəng daşı əmələ gətirir. Bu proseslər arasındakı tarazlıq termostat kimi işləyir, çünki iqlim isindikdə kimyəvi reaksiyalar karbon dioksidi çıxarmaqda daha təsirli olur və beləliklə də istiləşməni ləngidir. İqlim soyuduqda, reaksiyaların effektivliyi, əksinə, azalır, soyumağı asanlaşdırır. Nəticə etibarilə, uzun müddət ərzində Yer kürəsinin iqlimi yaşayış üçün əlverişli mühiti təmin edərək nisbətən sabit qalmışdır. Xüsusilə, Günəşin parlaqlığının artması nəticəsində orta karbon qazı səviyyəsi durmadan azalır.

Bununla belə, atmosfer termostatının atmosferdəki karbon qazının artmasına reaksiya verməsi yüz milyonlarla il çəkir. Yer okeanları artıq karbonu daha tez udur və xaric edir, lakin hətta bu proses minilliklər çəkir və okeanın turşulaşması riski ilə dayandırıla bilər. Hər il qalıq yanacaqların yanması vulkanların püskürməsindən təxminən 100 dəfə çox karbon qazı buraxır - okeanlar və hava şəraiti uğursuz olur - buna görə də iqlim istiləşir və okeanlar turşulaşır.

Tektonik sürüşmələr

Ölçek: son 500 milyon il ərzində təxminən 30 dərəcə Selsi

Vaxt: milyonlarla ildir

Yer qabığının quru kütlələrinin hərəkəti hava termostatını yavaş-yavaş yeni mövqeyə keçirə bilər.

Son 50 milyon il ərzində planet soyuyur, tektonik plitələrin toqquşması bazalt və vulkanik kül kimi kimyəvi reaktiv süxurları isti rütubətli tropiklərə itələyir və səmadan karbon qazını cəlb edən reaksiyaların sürətini artırır. Bundan əlavə, son 20 milyon il ərzində Himalay, And, Alp və digər dağların yüksəlişi ilə eroziya sürəti iki dəfədən çox artıb və bu, havanın dəyişməsinin sürətlənməsinə səbəb olub. Soyutma tendensiyasını sürətləndirən digər amil 35,7 milyon il əvvəl Cənubi Amerika və Tasmaniyanın Antarktidadan ayrılması idi. Antarktida ətrafında yeni okean cərəyanı yaranıb və o, su və karbon qazını istehlak edən planktonun dövranını gücləndirib. Nəticədə Antarktidanın buz təbəqələri xeyli böyüyüb.

Əvvəllər, Yura və Təbaşir dövrlərində dinozavrlar Antarktidada gəzirdilər, çünki bu dağ silsilələri olmadan, artan vulkanik aktivlik karbon qazını milyonda təxminən 1000 hissə səviyyəsində saxlayırdı (bu gün 415-ə qədər). Bu buzsuz dünyada orta temperatur indikindən 5-9 dərəcə yüksək, dəniz səviyyəsi isə 75 metr yüksək idi.

Asteroid şəlaləsi (Çikşulub)

Ölçek: əvvəlcə təxminən 20 dərəcə Selsi, sonra 5 dərəcə istiləşmə

Vaxt: əsrlər soyutma, 100.000 il istiləşmə

Yer kürəsinə asteroidlərin təsirləri haqqında məlumat bazasında 190 krater var. 66 milyon il əvvəl Meksikanın bir hissəsini məhv edən və dinozavrları öldürən Çikshulub asteroidi istisna olmaqla, onların heç biri Yerin iqliminə nəzərəçarpacaq təsir göstərməmişdir. Kompüter simulyasiyaları göstərir ki, Çikshulub günəş işığını tutmaq və Yeri 20 dərəcədən çox soyutmaq və okeanları turşulaşdırmaq üçün atmosferin yuxarı təbəqələrinə kifayət qədər toz və kükürd atıb. Planetin əvvəlki temperaturuna qayıtması əsrlər çəkdi, lakin sonra məhv edilmiş Meksika əhəngdaşından atmosferə karbon qazının daxil olması səbəbindən o, daha 5 dərəcə isindi.

Hindistanda vulkanik fəaliyyətin iqlim dəyişikliyinə və kütləvi məhvinə necə təsir etdiyi mübahisəli olaraq qalır.

Təkamül dəyişiklikləri

Ölçek: hadisədən asılıdır, mərhum Ordovik dövründə (445 milyon il əvvəl) təxminən 5 dərəcə Selsi soyuması

Vaxt: milyonlarla ildir

Bəzən yeni həyat növlərinin təkamülü Yerin termostatını sıfırlayacaq. Məsələn, təxminən 3 milyard il əvvəl yaranan fotosintetik siyanobakteriyalar terraformasiya prosesini başlatdı, oksigen buraxdı. Onlar yayıldıqca, atmosferdəki oksigen miqdarı 2,4 milyard il əvvəl artarkən, metan və karbon qazının səviyyəsi kəskin şəkildə azaldı.200 milyon il ərzində Yer bir neçə dəfə “qartopu”na çevrilib. 717 milyon il əvvəl, mikroblardan daha böyük olan okean həyatının təkamülü, daha bir qartopu seriyasına səbəb oldu - bu halda, orqanizmlər okeanın dərinliklərinə detritus buraxmağa, karbonu atmosferdən götürməyə və onu dərinliklərdə gizlətməyə başladılar.

Ən erkən quru bitkiləri təxminən 230 milyon il sonra Ordovik dövründə peyda olanda, onlar yerin biosferini formalaşdırmağa başladılar, materiklərdə karbon basdırdılar və qurudan qida maddələrini çıxardılar - okeanlara yuyuldular, həm də orada həyatı stimullaşdırdılar. Bu dəyişikliklərin təxminən 445 milyon il əvvəl başlayan Buz Dövrünə səbəb olduğu görünür. Daha sonra, Devon dövründə, ağacların təkamülü, dağ quruluşu ilə birlikdə, karbon qazının səviyyəsini və temperaturunu daha da azaltdı və Paleozoy Buz Dövrü başladı.

Böyük magmatik əyalətlər

Ölçek: 3-9 dərəcə isti

Vaxt: yüz minlərlə ildir

Kontinental lava və yeraltı maqma daşqınları - sözdə böyük maqmatik əyalətlər - birdən çox kütləvi yoxa çıxma ilə nəticələndi. Bu dəhşətli hadisələr Yer kürəsində qatillərin arsenalını (o cümlədən turşu yağışı, turşu dumanı, civə ilə zəhərlənmə və ozon təbəqəsi) açıb, həmçinin planetin istiləşməsinə, atmosferə çoxlu miqdarda metan və karbon qazının buraxılmasına gətirib çıxardı - onlardan daha sürətli. termostatın aşınmasını idarə edə bilər.

252 milyon il əvvəl dəniz növlərinin 81%-ni məhv edən Perm fəlakəti zamanı yeraltı maqma Sibir kömürünü yandırdı, atmosferdəki karbon qazının miqdarını milyonda 8000 hissəyə çatdırdı və temperaturu 5-9 dərəcə istiləşdirdi. 56 milyon il əvvəl daha kiçik bir hadisə olan Paleosen-Eosen Termal Maksimum Şimali Atlantikadakı neft yataqlarından metan yaratdı və onu göyə göndərdi, planeti 5 dərəcə Selsi istiləşdirdi və okeanı turşulaşdırdı. Daha sonra Arktika sahillərində xurma ağacları böyüdü və alliqatorlar sulandı. Oxşar karbon qazı emissiyaları Triasın sonlarında və erkən Yurada baş verdi və qlobal istiləşmə, okeanların ölü zonaları və okeanların turşulaşması ilə başa çatdı.

Əgər bunlardan hər hansı biri sizə tanış gəlirsə, bunun səbəbi bu gün antropogen fəaliyyətlərin oxşar nəticələrinin olmasıdır.

Aprel ayında Nature Communications jurnalında bir qrup Trias-Yura dövrünün sönməsi tədqiqatçılarının qeyd etdiyi kimi: “Biz Trias dövrünün sonunda hər bir maqma impulsu ilə atmosferə atılan karbon qazının miqdarını antropogen emissiyaların proqnozu ilə müqayisə edirik. 21-ci əsr."