Жердин климатындагы антропогендик өзгөрүүлөрдүн 10 учуру

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

Узак убакыт бою Жердин климаты он түрдүү себептерден, анын ичинде орбиталык солкулдашуулардан, тектоникалык жылышуулардан, эволюциялык өзгөрүүлөрдөн жана башка факторлордон улам өзгөрүп турат. Алар планетаны муз доорунда же тропикалык ысыкта батырып кетишкен. Алардын азыркы антропогендик климаттын өзгөрүшү менен кандай байланышы бар?

Тарыхта Жер кар жана күнөскана болууга жетишкен. Ал эми климат адам пайда болгонго чейин өзгөргөн болсо, анда биз бүгүн байкап жаткан кескин жылуулукка өзүбүз күнөөлүү экенибизди кайдан билебиз?

Жарым-жартылай, анткени биз антропогендик көмүр кычкыл газынын эмиссиясы менен глобалдык температуранын 1,28 градус Цельсийге жогорулашынын ортосунда так себеп-салдар байланышын түзө алабыз (айтмакчы, өнөр жайга чейинки доордо бул уланууда). Көмүр кычкыл газынын молекулалары инфракызыл нурланууну өзүнө сиңирип алат, ошондуктан алардын атмосферадагы саны көбөйгөн сайын, алар планетанын бетинен бууланып кетүүчү жылуулукту көбүрөөк кармап турушат.

Ошол эле учурда палеоклиматологдор өткөн мезгилде климаттын өзгөрүшүнө алып келген процесстерди түшүнүүдө чоң ийгиликтерге жетишти. Бул жерде климаттын табигый өзгөрүшүнүн он учуру - азыркы кырдаалга салыштырмалуу.

Күн циклдары

Масштаб:0, 1-0, 3 градус суук

Убакыт: бир нече кылымдар менен бөлүнгөн 30 жылдан 160 жылга чейин созулган күн активдүүлүгүнүн мезгилдүү тамчылары

Ар бир 11 жыл сайын күндүн магнит талаасы өзгөрөт жана аны менен бирге жарыктын жана күңүрттөнүүнүн 11 жылдык циклдери келет. Бирок бул термелүүлөр анча чоң эмес жана Жердин климатына анча-мынча гана таасир этет.

Андан да маанилүүсү "чоң күн минимумдары", акыркы 11 000 жылда 25 жолу болгон күн активдүүлүгүнүн төмөндөшүнүн он жылдык мезгили. Жакынкы мисал, Маундер минимуму 1645-1715-жылдардын ортосунда болуп, күн энергиясынын учурдагы орточо көрсөткүчтөн 0,04% -0,08% төмөндөшүнө себеп болгон. Узак убакыт бою илимпоздор Маундер минимумунун 15-19-кылымга чейин созулган сууктун "кичи муз дооруна" алып келиши мүмкүн деп эсептешкен. Бирок ал өтө кыска болуп, туура эмес убакта болгондугу ошондон бери белгилүү болду. Кырсыктын суук болушуна вулкандык активдүүлүк себеп болгон.

Акыркы жарым кылымда Күн бир аз күңүрт болуп, Жер жылып баратат, глобалдык жылуулукту асман телосу менен байланыштыруу мүмкүн эмес.

Вулкандык күкүрт

Масштаб:0, 6 - 2 градус суук

Убакыт:1 жаштан 20 жашка чейин

539 же 540-ж. д. Сальвадордогу Илопанго вулканынын ушунчалык күчтүү атылышы болуп, анын шлейфтери стратосферага жеткен. Андан кийин, суук жай, кургакчылык, ачарчылык жана чума дүйнө жүзү боюнча калктуу конуштарды талкалады.

Илопанго масштабындагы жарылуулар стратосферага күкүрт кислотасынын чагылтуу тамчыларын ыргытат, алар күндүн нурун экранга алып, климатты салкындатышат. Натыйжада деңиз муздары чогулат, күндүн нурлары космоско кайра чагылат жана глобалдык муздатуу күчөп, узакка созулат.

Илопанго атылгандан кийин 20 жыл ичинде глобалдык температура 2 градуска төмөндөгөн. Биздин доордо 1991-жылы Филиппиндеги Пинатубо жанар тоосунун атылышы 15 ай аралыгында глобалдык климатты 0,6 градуска муздаткан.

Стратосферадагы вулкандык күкүрт кыйратуучу болушу мүмкүн, бирок Жердин тарыхынын масштабында анын таасири кичинекей жана ошондой эле убактылуу.

Климаттын кыска мөөнөттүү өзгөрүшү

Масштаб:0, 15 градуска чейин суук

Убакыт: 2 жылдан 7 жылга чейин

Мезгилдик аба ырайынын шарттарынан тышкары, жаан-чачынга жана температурага да таасир этүүчү башка кыска мөөнөттүү циклдер бар. Алардын эң маанилүүсү, Эль-Ниньо же Түштүк термелүүсү, Түндүк Америкадагы жаан-чачынга таасир этүүчү тропикалык Тынч океандын эки жылдан жети жылга чейинки мезгил-мезгили менен өзгөрүшү. Түндүк Атлантика термелүүсү жана Инди океанынын диполу күчтүү аймактык таасирге ээ. Экөө тең Эль-Ниньо менен иштешет.

Бул циклдердин өз ара байланышы антропогендик өзгөрүүнүн табигый өзгөргүчтүктүн кезектеги секирик эмес, статистикалык жактан маанилүү экенин далилдөөгө көп убакыттан бери тоскоолдук кылып келген. Бирок андан бери климаттын антропогендик өзгөрүүсү аба ырайынын табигый өзгөрмөлүүлүгүнөн жана мезгилдик температурадан алда канча ашып кетти. 2017-жылы АКШнын Улуттук Климат Баалоосунда "байкоо маалыматтарынан табигый циклдер менен байкалган климаттын өзгөрүшүн түшүндүрө ала турган так далилдер жок" деген жыйынтыкка келген.

Орбиталык термелүүлөр

Масштаб: акыркы 100 000 жылдык циклде болжол менен 6 градус Цельсий; геологиялык убакытка жараша өзгөрүп турат

Убакыт: 23 000, 41 000, 100 000, 405 000 жана 2 400 000 жылдык үзгүлтүксүз, кайталанган циклдер

Күн, Ай жана башка планеталар салыштырмалуу абалын өзгөрткөндө Жердин орбитасы өзгөрүп турат. Миланковичтин циклдери деп аталган циклдик термелүүлөрдүн натыйжасында күн нурунун көлөмү орто кеңдиктерде 25%га өзгөрүп, климат өзгөрөт. Бул циклдер тоо тектерде жана казууларда көрүнө турган чөкмө катмарларды түзүп, тарых бою иштеп келген.

Болжол менен 11 700 жыл мурун аяктаган плейстоцен доорунда Миланковичтин циклдери планетаны муз доорунун бирине жөнөткөн. Жердин орбитасынын жылышы түндүк жайларды орточодон жылуураак кылганда, Түндүк Америкадагы, Европадагы жана Азиядагы массалык муз катмарлары ээрип кеткен; орбита кайра жылып, жай дагы суук болгондо, бул калканчтар кайра чоңойду. Жылуу океан көмүр кычкыл газын аз эриткендиктен, атмосферанын курамы орбиталык термелүүлөр менен бирге көбөйүп, алардын таасирин күчөткөн.

Бүгүнкү күндө Жер түндүк күн нурунун дагы бир минимумуна жакындап баратат, антропогендик көмүр кычкыл газы жок болсо, биз жакынкы 1500 жыл ичинде жаңы муз дооруна кирмекпиз.

Алсыз жаш күн

Масштаб: жалпы температура таасири жок

Убакыт: туруктуу

Кыска мөөнөттүү термелүүлөргө карабастан, бүтүндөй күндүн жарыгы миллион жылда 0,009% га өсөт, ал эми Күн системасы 4,5 миллиард жыл мурун жаралгандан бери ал 48% өстү.

Окумуштуулар жаш күндүн алсыздыгынан Жер өзүнүн жашоосунун бүткүл биринчи жарымында тоңгон бойдон калган деп эсептешет. Ошол эле учурда, парадоксалдуу, геологдор толкундар менен сууда пайда болгон 3,4 миллиард жылдык тектерди ачышты. Алгачкы Жердин күтүлбөгөн жылуу климаты кээ бир факторлордун айкалышы менен шартталган: жердин азыраак эрозиясы, ачык асман, күндөрдүн кыскарышы жана Жер кычкылтекке бай атмосферага ээ болгонго чейин атмосферанын өзгөчө курамы.

Жердин жашоосунун экинчи жарымындагы ынгайлуу шарттар, күндүн жарыктыгынын жогорулашына карабастан, парадоксту алып келбейт: Жердин аба ырайынын термостаты кошумча күн нурунун таасирине каршы аракеттенип, Жерди турукташтырат.

Көмүр кычкыл газы жана абадан коргоочу термостат

Масштаб: башка өзгөрүүлөргө каршы турат

Убакыт: 100 000 жыл же андан да көп

Жердин климатынын негизги жөнгө салуучусу узак убакыттан бери атмосферадагы көмүр кычкыл газынын деңгээли болуп келген, анткени көмүр кычкыл газы жылуулукту бөгөттөп, анын планетанын үстүнөн көтөрүлүшүнө жол бербеген туруктуу парник газы болуп саналат.

Вулкандар, метаморфикалык тектер жана эрозияга учураган чөкмөлөрдөгү көмүр кычкылдануусу асманга көмүр кычкыл газын чыгарат, ал эми силикат тектери менен болгон химиялык реакциялар көмүр кычкыл газын атмосферадан чыгарып, акиташты пайда кылат. Бул процесстер ортосундагы тең салмактуулук термостат сыяктуу иштейт, анткени климат жылыганда, химиялык реакциялар көмүр кычкыл газын чыгарууда натыйжалуураак болуп, жылуулукту жайлатат. Климат муздаганда реакциялардын эффективдүүлүгү, тескерисинче, төмөндөп, муздатууну жеңилдетет. Демек, узак убакыт бою Жердин климаты салыштырмалуу туруктуу болуп, жашоого ылайыктуу чөйрөнү камсыз кылган. Айрыкча, көмүр кычкыл газынын орточо деңгээли Күндүн жарыктыгынын жогорулашынын натыйжасында тынымсыз төмөндөп жатат.

Бирок атмосферадагы көмүр кычкыл газынын көбөйүшүнө аба ырайынын термостатынын реакциясы жүздөгөн миллиондогон жылдарды талап кылат. Жердин океандары ашыкча көмүртекти тезирээк сиңирип, алып салышат, бирок бул процесс миңдеген жылдарды талап кылат жана океандын кычкылдануу коркунучу менен токтоп калышы мүмкүн. Жыл сайын күйүүчү отунду күйгүзүү жанар тоолордун атылып чыкканына караганда болжол менен 100 эсе көп көмүр кычкыл газын бөлүп чыгарат - океандар жана аба ырайы бузулат - ошондуктан климат ысып, океандар кычкылданат.

Тектоникалык жылыштар

Масштаб: акыркы 500 миллион жыл ичинде болжол менен 30 градус Цельсий

Убакыт: миллиондогон жылдар

Жер кыртышынын кургактык массаларынын кыймылы аба ырайынын термостатын акырындык менен жаңы абалга жылдыра алат.

Акыркы 50 миллион жыл бою планета муздап, тектоникалык плиталардын кагылышуусу базальт жана вулкандык күл сыяктуу химиялык реактивдүү тектерди жылуу нымдуу тропиктерге түртүп, асмандан көмүр кычкыл газын тартуучу реакциялардын ылдамдыгын жогорулатты. Мындан тышкары, акыркы 20 миллион жыл ичинде Гималай, Анд, Альп жана башка тоолордун көтөрүлүшү менен эрозия темпи эки эседен ашык көбөйүп, аба ырайынын тездешине алып келди. Муздоо тенденциясын тездеткен дагы бир фактор 35,7 миллион жыл мурун Түштүк Америка менен Тасманиянын Антарктидадан бөлүнүшү болгон. Антарктиданын айланасында жаңы океан агымы пайда болуп, ал суу менен көмүр кычкыл газын жеген планктондун циркуляциясын күчөттү. Натыйжада Антарктиданын муз катмарлары бир кыйла өстү.

Мурда юра жана бор мезгилдеринде динозаврлар Антарктиданы кыдырып жүрүшкөн, анткени бул тоо кыркалары болбосо, вулкандардын активдүүлүгү көбөйүп, көмүр кычкыл газын миллиондо 1000 бөлүккө чейин кармап турган (бүгүнкү күндө 415тен). Бул музсуз дүйнөдө орточо температура азыркыдан 5-9 градуска, деңиз деңгээли 75 метрге жогору болгон.

Астероид шаркыратмасы (Чикшулуб)

Масштаб: адегенде 20 градуска жакын муздаса, андан кийин 5 градуска жылыйт

Убакыт: кылымдар бою муздатуу, 100 000 жыл жылуу

Жерге астероиддердин таасири тууралуу маалымат базасында 190 кратер бар. 66 миллион жыл мурун Мексиканын бир бөлүгүн талкалап, динозаврларды өлтүргөн астероид Чикшулубдан башкасы алардын бири да Жердин климатына байкаларлык таасир тийгизген эмес. Компьютердик симуляциялар Чикшулуб күн нурун тутуп, Жерди Цельсий боюнча 20 градустан ашык муздатууга жана океандарды кычкылдандырууга жетишерлик чаң менен күкүрттү атмосферанын жогорку катмарына ыргытканын көрсөтүп турат. Планетанын мурунку температурасына кайтып келиши үчүн бир нече кылым талап кылынган, бирок андан кийин атмосферага талкаланган мексикалык акиташ ташынан көмүр кычкыл газынын киришинен улам дагы 5 градуска жылыган.

Индиядагы жанар тоолордун активдүүлүгү климаттын өзгөрүшүнө жана массалык кырылууга кандай таасир эткени талаштуу бойдон калууда.

Эволюциялык өзгөрүүлөр

Масштаб: окуяга көз каранды, кеч Ордовик мезгилинде (445 миллион жыл мурун) болжол менен 5 градус Цельсийге муздаган.

Убакыт: миллиондогон жылдар

Кээде жашоонун жаңы түрлөрүнүн эволюциясы Жердин термостатын баштапкы абалга келтирет. Мисалы, болжол менен 3 миллиард жыл мурун пайда болгон фотосинтетикалык цианобактериялар кычкылтек бөлүп, терраформация процессин баштаган. Алар тараган сайын атмосферадагы кычкылтектин курамы 2,4 миллиард жыл мурун көбөйүп, метан менен көмүр кычкыл газынын деңгээли кескин төмөндөп кеткен.200 миллион жыл ичинде Жер бир нече жолу "кар чакасына" айланган. Мындан 717 миллион жыл мурун, микробдордон да чоңураак океандагы жашоонун эволюциясы дагы бир катар кар тополоңдорун жаратты - бул учурда организмдер океандын тереңдигине детриттерди чыгарып, атмосферадан көмүртектерди алып, аны тереңдикте жашыра башташты.

Эң алгачкы кургактык өсүмдүктөрү болжол менен 230 миллион жыл өткөндөн кийин Ордовик доорунда пайда болгондо, алар континенттерге көмүртек көмүп, кургактыктан аш болумдуу заттарды бөлүп алып, жердин биосферасын түзө башташты – алар океандарга жуунуп, андагы жашоону да жандандырышкан. Бул өзгөрүүлөр болжол менен 445 миллион жыл мурун башталган муз дооруна алып келген көрүнөт. Кийинчерээк, девон мезгилинде, бак-дарактардын эволюциясы тоо курулушу менен бирге көмүр кычкыл газынын деңгээлин жана температурасын андан ары төмөндөтүп, палеозойдун муз доору башталган.

Ири магмалуу провинциялар

Масштаб: 3 градустан 9 градуска чейин жылуу болот

Убакыт: жүз миңдеген жылдар

Континенттик лаванын жана жер астындагы магманын ташкындары - ири магмалык провинциялар деп аталган - бирден ашык массалык кырылууга алып келди. Бул коркунучтуу окуялар жер бетинде өлтүргүчтөрдүн арсеналын ачты (анын ичинде кислота жамгырлары, кислота тумандары, сымап менен уулануу жана озондун бузулушу), ошондой эле планетанын жылышына алып келди, атмосферага метандын жана көмүр кычкыл газынын эбегейсиз чоң көлөмүн - алардан тезирээк чыгарды. термостаттын аба ырайын көтөрө алат.

Мындан 252 миллион жыл мурда деңиз түрлөрүнүн 81% жок болгон Пермь апааты учурунда жер астындагы магма Сибирь көмүрүн күйгүзүп, атмосферадагы көмүр кычкыл газын миллиондо 8000 бөлүккө чейин көтөрүп, температураны 5-9 градус Цельсийге жылыткан. Палеоцен-эоцендин термалдык максимуму, мындан 56 миллион жыл мурда болгон кичинекей окуя, Түндүк Атлантикадагы мунай кендеринен метанды жаратып, аны асманга жөнөтүп, планетаны 5 градус Цельсий жылытып, океанды кычкылданткан. Кийинчерээк Арктиканын жээгинде пальмалар өсүп, аллигаторлор баккан. Фоссилдик көмүртектин ушул сыяктуу эмиссиялары триастын аягында жана юранын башында болуп, глобалдык жылуулук, океандардын өлүү зоналары жана океандын кычкылдануусу менен аяктаган.

Эгер булардын кайсынысы сизге тааныш болсо, анда антропогендик иш-аракеттер бүгүнкү күндө ушундай кесепеттерге алып келет.

Триас-юра доорунун тукум курут болушун изилдөөчүлөр тобу апрель айында Nature Communications журналында белгилегендей: «Биз Триастын аягындагы ар бир магма импульсу аркылуу атмосферага бөлүнүп чыккан көмүр кычкыл газынын көлөмүн антропогендик эмиссиялардын болжолдоосуна салыштырууга болот деп эсептейбиз. 21-кылым."