Човешката дейност е причина за най-драматичната климатична промяна през последните 3 млн. години

Нивото на въглероден диоксид в атмосферата днес е вероятно по-високо, отколкото когато и да е било през последните 3 милиона години. Това повишаване на нивото на въглероден диоксид, може да доведе до невиждани температури, според нови изследвания.

Изследователите използвали компютърно моделиране, за да изследват промените в климата през периода Кватернер, който започва преди около 2.59 милиона години и продължава и днес.

През този период Земята е претърпяла редица промени, но нито една от тях не е толкова бърза, колкото тези, които са наблюдавани днес, твърди авторът на изследването Матео Вилайт, занимаващ се с въпросите на околната среда в Потсдамския институт за изследване влиянието на климата.

„За да наблюдаваме по-топъл климат от сегашния, трябва да се върнете към предишен геологичен период“, казва Вилайт на Live Science.

Кватернерният период започва с период на заледяване, когато ледените покривки от Гренландия се простират към по- голямата част от Северна Америка и Северна Европа. Първоначално тези ледници се увеличават и свиват на 41 000-годишен цикъл, задвижван от промени в орбитата на Земята около Слънцето.

Но преди между 1,25 милиона и 0,7 милиона години тези ледникови и междуледникови цикли се увеличават, като възникват на всеки 100 000 години, феномен, наречен преход от средата на Плейстоцена, заради епохата, в която се случва. Въпросът, казва Вилайт, е причината за прехода, като се има предвид, че моделът на вариациите в орбитата на Земята не се е променил.

Вилайт и неговият екип използват модерна компютърна симулация на Кватернера, за да се опитат да отговорят на този въпрос. Моделите са толкова добри, колкото и включените параметри, а те са много: атмосферни условия, океански условия, растителност, глобален въглерод, прах и ледени покривки. Изследователите са включили това, което е известно за параметрите, а след това са ги променили, за да видят какви условия може да създаде прехода от средния Плейстоцен.

Екипът установява, че за да се промени 41 000-годишния ледников цикъл до 100 000-годишен цикъл е трябвало да се случат две неща: въглеродният диоксид в атмосферата да намалее, а ледниците да измият слой от утайка, наречен реголит.

Въглеродният диоксид може да е намалял по различни причини, казва Вилайт, като например намаляване на парниковите газове изхвърляни от вулкани, или промени в скоростта на разрушаване на скалите, което би довело до затваряне на повече въглерод в седиментите пренасяни към дъното на морето.

По-малкото количество въглерод в атмосферата означава по-малко топлина, която се улавя, така че климатът би се охлаждал до точката, в която се образуват големи ледени покривки.

Геологичните процеси осигуряват решаваща втора съставка за дълги ледникови цикли. Когато континентите са свободни от лед за дълги периоди от време, най-горният слой на земята, се превръща в неконсолидирана скала, наречена реголит. Луната е добър пример да се види днес: дебелият слой реголит на повърхността й.

Ледът, който се формира върху този реголит, е по-малко стабилен от леда, който се образува върху твърда скала, казва Вилайт (представете си разликата в стабилността между повърхността, образувана от сачмени лагери и повърхността на плоския плот). По подобен начин ледените покрития, базирани на реголита, се движат по-бързо и остават по-тънки.

Когато промените в орбитата на Земята променят количеството топлина, която достига до земната повърхност, ледените покривки са предразположени към топене. Но ледниците в същото време избутват реголита, като изтласкват прахта към ръбовете на ледниците. Това ледниково „измиване“ отново излага на показ основата на скалата. След няколко ледникови цикъла в ранния Кватернер, основната скала се открива, което дава на новообразуващите се ледникови покривки по-твърдо място за закотвяне, казва Вилайт.

Тези устойчиви ледени покривки, плюс по-хладния климат, водят до по-дългите ледникови цикли, наблюдавани преди около един милион години. Междуледниковите периоди все още се появяват и поради промени в орбитата на Земята, но те стават все по-къси.

Тези открития са важни за разбирането на условията, които определят дали места като Чикаго или Ню Йорк ще са годни за живеене или ще бъдат покрити с миля от лед. Но те също са полезни за изучаването на днешните промени в климата.

Равнищата на атмосферния въглерод, които са съществували преди около 800 000 години, трябва да бъдат реконструирани, а не измерени директно от ледени ядра, така че оценките за количеството въглерод в атмосферата варират.

Изследванията на Вилайт и неговия екип показват, че въглеродният диоксид е под 400 части на милион за целия Кватернер. Днес глобалната средна стойност е 405 части на милион и нараства.

В края на Плиоцена, преди около 2,5 милиона години, средните световни температури са били с 1,5 градуса по Целзий по-високи от средните преди широкото използване на изкопаеми горива, показа моделът на Вилайт. Тези древни температури в момента държат рекорда за най-високи през целия Кватернер.

Но това може скоро да се промени. Средната температура на планетата вече е с 1.2 градуса по Целзий по-топла от тази в пред индустриалния период. Парижкото споразумение от 2016 г. цели да ограничи затоплянето до 1,4 С, което ще съответства на климата от преди 2,5 милиона години. Ако светът не успее да постигне този лимит и се насочи към повишаване на температурата с 2 градуса по Целзий, предишната международна цел, това ще бъде най-горещата средна температурна стойност, наблюдавана в този геологически период.

„Това ясно показва, че дори и да гледате миналите климатични условия през много дълги периоди, това, което правим сега по отношение на изменението на климата, е нещо голямо и ставащо много бързо, в сравнение с това, което се е случило в миналото“, заключава Вилайт.