Երկրի կլիմայի մարդածին տատանումների 10 դեպք

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Երկար ժամանակ Երկրի կլիման տատանվել է տասը տարբեր պատճառներով, այդ թվում՝ ուղեծրի տատանումներ, տեկտոնական տեղաշարժեր, էվոլյուցիոն փոփոխություններ և այլ գործոններ։ Նրանք մոլորակը սուզեցին կա՛մ սառցե դարաշրջանում, կա՛մ արևադարձային շոգին: Ինչպե՞ս են դրանք առնչվում ժամանակակից մարդածին կլիմայի փոփոխությանը:

Պատմականորեն Երկիրը կարողացել է լինել ձնագնդի և ջերմոց: Եվ եթե կլիման փոխվել է մինչև մարդու հայտնվելը, ապա ինչպե՞ս իմանանք, որ մենք ենք մեղավոր այն կտրուկ տաքացման համար, որը մենք այսօր նկատում ենք։

Մասամբ այն պատճառով, որ մենք կարող ենք հստակ պատճառահետևանքային կապ գծել մարդածին ածխածնի երկօքսիդի արտանետումների և գլոբալ ջերմաստիճանի 1,28 աստիճան Ցելսիուսի բարձրացման միջև (որը, ի դեպ, շարունակվում է) նախաարդյունաբերական դարաշրջանում: Ածխածնի երկօքսիդի մոլեկուլները կլանում են ինֆրակարմիր ճառագայթումը, ուստի մթնոլորտում դրանց քանակի աճի հետ նրանք ավելի շատ ջերմություն են պահպանում, որը գոլորշիանում է մոլորակի մակերևույթից։

Միևնույն ժամանակ, պալեոկլիմատոլոգները մեծ հաջողություններ են գրանցել անցյալում կլիմայի փոփոխության հանգեցրած գործընթացների ըմբռնման հարցում: Ահա կլիմայի բնական փոփոխության տասը դեպք՝ ներկայիս իրավիճակի համեմատ:

Արեգակնային ցիկլեր

Սանդղակ: սառեցումը 0, 1-0, 3 աստիճանով

Ժամկետը: Արեգակնային ակտիվության պարբերական անկումներ, որոնք տևում են 30-ից մինչև 160 տարի՝ բաժանված մի քանի դարով

Ամեն 11 տարին մեկ արեգակնային մագնիսական դաշտը փոխվում է, և դրա հետ մեկտեղ գալիս են պայծառացման և մթության 11-ամյա ցիկլեր: Բայց այս տատանումները փոքր են և աննշան են ազդում Երկրի կլիմայի վրա։

Շատ ավելի կարևոր են «արևի մեծ նվազագույնը»՝ արեգակնային ակտիվության նվազման տասնամյա ժամանակահատվածները, որոնք տեղի են ունեցել վերջին 11000 տարվա ընթացքում 25 անգամ: Վերջերս մի օրինակ՝ Maunder նվազագույնը, տեղի է ունեցել 1645-1715 թվականներին և հանգեցրել է նրան, որ արևային էներգիան իջել է 0,04%-0,08% ներկայիս միջինից ցածր: Երկար ժամանակ գիտնականները կարծում էին, որ Մաունդեր նվազագույնը կարող է առաջացնել «Փոքր սառցե դարաշրջան»՝ սառը ցնցում, որը տևել է 15-ից մինչև 19-րդ դարերը: Բայց դրանից հետո պարզվեց, որ դա չափազանց կարճ էր և տեղի ունեցավ սխալ ժամանակ: Սառը ցնցումը, ամենայն հավանականությամբ, առաջացել է հրաբխային ակտիվության պատճառով:

Վերջին կես դարում Արևը փոքր-ինչ մթագնում է, և Երկիրը տաքանում է, և անհնար է գլոբալ տաքացումը կապել երկնային մարմնի հետ:

Հրաբխային ծծումբ

Սանդղակ: սառեցումը 0, 6 - 2 աստիճանով

Ժամկետը:1-ից 20 տարեկան

539 կամ 540 թթ. ե. Էլ Սալվադորում տեղի ունեցավ Իլոպանգո հրաբխի այնպիսի հզոր ժայթքում, որ նրա փետուրը հասավ ստրատոսֆերա: Հետագայում ցուրտ ամառները, երաշտը, սովը և ժանտախտը ավերեցին բնակավայրերն ամբողջ աշխարհում:

Իլոպանգոյի մասշտաբով ժայթքումները ստրատոսֆերա են նետում ծծմբաթթվի ռեֆլեկտիվ կաթիլներ, որոնք պաշտպանում են արևի լույսը և զովացնում կլիման: Արդյունքում, ծովի սառույցը կուտակվում է, ավելի շատ արևի լույս է արտացոլվում դեպի տիեզերք և գլոբալ սառեցումը ուժեղանում և երկարաձգվում է:

Իլոպանգոյի ժայթքումից հետո գլոբալ ջերմաստիճանը 20 տարվա ընթացքում իջել է 2 աստիճանով։ Արդեն մեր դարաշրջանում 1991 թվականին Ֆիլիպիններում Պինատուբո լեռան ժայթքումը 15 ամսվա ընթացքում գլոբալ կլիման սառեցրեց 0,6 աստիճանով:

Հրաբխային ծծումբը ստրատոսֆերայում կարող է կործանարար լինել, բայց Երկրի պատմության մասշտաբով դրա ազդեցությունը փոքր է և նաև անցողիկ:

Կլիմայի կարճաժամկետ տատանումներ

Սանդղակ: մինչև 0, 15 աստիճան Ցելսիուս

Ժամկետը: 2-ից 7 տարի

Բացի սեզոնային եղանակային պայմաններից, կան նաև այլ կարճաժամկետ ցիկլեր, որոնք նույնպես ազդում են տեղումների և ջերմաստիճանի վրա:Դրանցից ամենակարևորը՝ Էլ Նինյոն կամ Հարավային տատանումը, արևադարձային Խաղաղ օվկիանոսում շրջանառության պարբերական փոփոխությունն է երկու-յոթ տարվա ընթացքում, որն ազդում է Հյուսիսային Ամերիկայում անձրևների վրա: Հյուսիսատլանտյան տատանումները և Հնդկական օվկիանոսի դիպոլը ունեն ուժեղ տարածաշրջանային ազդեցություն: Երկուսն էլ շփվում են Էլ Նինյոյի հետ:

Այս ցիկլերի փոխկապակցվածությունը երկար ժամանակ խոչընդոտել է ապացուցելու, որ մարդածին փոփոխությունները վիճակագրորեն նշանակալի են, և ոչ միայն բնական փոփոխականության հերթական թռիչքը: Բայց այդ ժամանակից ի վեր մարդածին կլիմայի փոփոխությունը շատ ավելի է անցել եղանակի բնական փոփոխականությունից և սեզոնային ջերմաստիճանից: 2017 թվականի ԱՄՆ-ի կլիմայի ազգային գնահատումը եզրակացրեց, որ «դիտորդական տվյալներից չկան վերջնական ապացույցներ, որոնք կարող են բացատրել դիտվող կլիմայի փոփոխությունը բնական ցիկլերով»:

Ուղեծրի թրթռումներ

Սանդղակ: մոտավորապես 6 աստիճան Ցելսիուս վերջին 100000 տարվա ցիկլում; տատանվում է երկրաբանական ժամանակի հետ

Ժամկետը: 23,000, 41,000, 100,000, 405,000 և 2,400,000 տարվա կանոնավոր, համընկնող ցիկլեր

Երկրի ուղեծիրը տատանվում է, երբ Արեգակը, Լուսինը և այլ մոլորակները փոխում են իրենց հարաբերական դիրքերը: Այս ցիկլային տատանումների պատճառով, այսպես կոչված, Միլանկովիչի ցիկլերը, արևի լույսի քանակը միջին լայնություններում տատանվում է 25%-ով, և կլիմայական փոփոխությունները։ Այս ցիկլերը գործել են պատմության ընթացքում՝ ստեղծելով նստվածքի փոխարինող շերտեր, որոնք կարելի է տեսնել ժայռերի և պեղումների մեջ:

Պլեիստոցենի ժամանակաշրջանում, որն ավարտվել է մոտ 11700 տարի առաջ, Միլանկովիչի ցիկլերը մոլորակն ուղարկել են իր սառցե դարաշրջաններից մեկը: Երբ Երկրի ուղեծրի տեղաշարժը հյուսիսային ամառները դարձրեց միջինից ավելի տաք, Հյուսիսային Ամերիկայում, Եվրոպայում և Ասիայում հսկայական սառցաշերտերը հալվեցին. երբ ուղեծիրը նորից փոխվեց, և ամառները նորից ցուրտացան, այս վահանները նորից աճեցին: Քանի որ տաք օվկիանոսը լուծարում է ավելի քիչ ածխաթթու գազ, մթնոլորտի պարունակությունը մեծանում է և իջնում ուղեծրային տատանումների հետ՝ ուժեղացնելով դրանց ազդեցությունը:

Այսօր Երկիրը մոտենում է հյուսիսային արևի լույսի ևս մեկ նվազագույնին, հետևաբար, առանց մարդածին ածխածնի երկօքսիդի արտանետումների, մոտակա 1500 տարվա ընթացքում մենք նոր սառցե դարաշրջան կմտնեինք:

Աղոտ երիտասարդ արև

Սանդղակ: չկա ընդհանուր ջերմաստիճանի ազդեցություն

Ժամկետը: մշտական

Չնայած կարճաժամկետ տատանումներին, Արեգակի պայծառությունն ամբողջությամբ ավելանում է 0,009%-ով մեկ միլիոն տարում, իսկ Արեգակնային համակարգի ծնունդից ի վեր՝ 4,5 միլիարդ տարի առաջ, այն աճել է 48%-ով։

Գիտնականները կարծում են, որ երիտասարդ արևի թուլությունից պետք է հետևել, որ Երկիրը սառած է մնացել իր գոյության ողջ առաջին կեսի ընթացքում։ Միևնույն ժամանակ, պարադոքսալ կերպով, երկրաբանները հայտնաբերել են 3,4 միլիարդ տարվա վաղեմության ժայռեր, որոնք գոյացել են ալիքներով ջրում: Վաղ Երկրի անսպասելի տաք կլիման, ըստ երևույթին, պայմանավորված է որոշ գործոնների համակցությամբ՝ ավելի քիչ ցամաքային էրոզիա, ավելի պարզ երկինք, ավելի կարճ օրեր և մթնոլորտի հատուկ կազմ, մինչև Երկիրը թթվածնով հարուստ մթնոլորտ ստանալը:

Երկրի գոյության երկրորդ կեսի բարենպաստ պայմանները, չնայած արեգակի պայծառության ավելացմանը, պարադոքսի չեն հանգեցնում՝ Երկրի եղանակային թերմոստատը հակադարձում է արևի լրացուցիչ լույսի ազդեցությանը՝ կայունացնելով Երկիրը:

Ածխածնի երկօքսիդ և եղանակային թերմոստատ

Սանդղակ: հակադարձում է այլ փոփոխություններին

Ժամկետը: 100,000 տարի կամ ավելի երկար

Երկրի կլիմայի հիմնական կարգավորիչը երկար ժամանակ եղել է մթնոլորտում ածխաթթու գազի մակարդակը, քանի որ ածխաթթու գազը կայուն ջերմոցային գազ է, որը արգելափակում է ջերմությունը՝ թույլ չտալով այն բարձրանալ մոլորակի մակերևույթից:

Հրաբխները, մետամորֆային ապարները և էրոզիայի ենթարկված նստվածքներում ածխածնի օքսիդացումը երկինք են արտանետում ածխաթթու գազ, իսկ սիլիկատային ապարների հետ քիմիական ռեակցիաները հեռացնում են ածխաթթու գազը մթնոլորտից՝ ձևավորելով կրաքար:Այս գործընթացների միջև հավասարակշռությունը գործում է թերմոստատի պես, քանի որ երբ կլիման տաքանում է, քիմիական ռեակցիաներն ավելի արդյունավետ են ածխաթթու գազը հեռացնելու համար՝ դրանով իսկ դանդաղեցնելով տաքացումը: Երբ կլիման սառչում է, ռեակցիաների արդյունավետությունը, ընդհակառակը, նվազում է՝ հեշտացնելով սառեցումը։ Հետևաբար, երկար ժամանակ Երկրի կլիման մնաց համեմատաբար կայուն՝ ապահովելով բնակելի միջավայր։ Մասնավորապես, ածխաթթու գազի միջին մակարդակը անշեղորեն նվազում է Արեգակի պայծառության աճի հետևանքով:

Այնուամենայնիվ, հարյուրավոր միլիոնավոր տարիներ են պահանջվում, որպեսզի մթնոլորտային թերմոստատն արձագանքի մթնոլորտում ածխաթթու գազի ավելացմանը: Երկրի օվկիանոսներն ավելի արագ են կլանում և հեռացնում ավելցուկային ածխածինը, բայց նույնիսկ այս գործընթացը տևում է հազարամյակներ, և այն կարող է դադարեցվել՝ օվկիանոսի թթվացման վտանգով: Ամեն տարի հանածո վառելիքի այրումը մոտ 100 անգամ ավելի շատ ածխաթթու գազ է արտանետում, քան հրաբուխները՝ օվկիանոսները և եղանակային պայմանները ձախողվում են, ուստի կլիման տաքանում է և օվկիանոսները թթվում են:

Տեկտոնական տեղաշարժեր

Սանդղակ: մոտավորապես 30 աստիճան Ցելսիուս վերջին 500 միլիոն տարիների ընթացքում

Ժամկետը: միլիոնավոր տարիներ

Երկրակեղևի ցամաքային զանգվածների շարժումը կարող է դանդաղորեն տեղափոխել եղանակային թերմոստատ նոր դիրքի:

Վերջին 50 միլիոն տարիների ընթացքում մոլորակը սառչում է, տեկտոնական թիթեղների բախումները մղում են քիմիապես ռեակտիվ ապարները, ինչպիսիք են բազալտը և հրաբխային մոխիրը, տաք խոնավ արևադարձային գոտիներ՝ մեծացնելով ածխածնի երկօքսիդը երկնքից ներգրավող ռեակցիաների արագությունը: Բացի այդ, վերջին 20 միլիոն տարիների ընթացքում Հիմալայների, Անդերի, Ալպերի և այլ լեռների բարձրացման հետ մեկտեղ էրոզիայի արագությունը կրկնապատկվել է, ինչը հանգեցնում է եղանակային պայմանների արագացման: Մեկ այլ գործոն, որն արագացրեց սառեցման միտումը, 35,7 միլիոն տարի առաջ Հարավային Ամերիկայի և Թասմանիայի անջատումն էր Անտարկտիդայից: Անտարկտիդայի շուրջ նոր օվկիանոսային հոսանք է առաջացել, որն ուժեղացրել է ջրի և պլանկտոնի շրջանառությունը, որը սպառում է ածխաթթու գազը։ Արդյունքում Անտարկտիդայի սառցաշերտերը զգալիորեն աճել են։

Ավելի վաղ Յուրայի և կավճի ժամանակաշրջաններում դինոզավրերը շրջում էին Անտարկտիդայում, քանի որ առանց այս լեռնաշղթաների հրաբխային ակտիվության աճը ածխաթթու գազը պահում էր միլիոնում մոտ 1000 մասի մակարդակում (այսօրվա 415-ից): Սառույցից զերծ այս աշխարհում միջին ջերմաստիճանը 5-9 աստիճանով բարձր էր, քան այժմ, իսկ ծովի մակարդակը՝ 75 մետրով։

Աստերոիդի ջրվեժ (Չիկշուլուբ)

Սանդղակ: սկզբում սառչում է մոտ 20 աստիճանով, հետո տաքանում 5 աստիճանով

Ժամկետը: դարերի սառեցում, 100000 տարվա տաքացում

Երկրի վրա աստերոիդների հարվածների տվյալների բազան պարունակում է 190 խառնարան։ Դրանցից ոչ մեկը նկատելի ազդեցություն չի ունեցել Երկրի կլիմայի վրա, բացառությամբ Չիկշուլուբ աստերոիդի, որը 66 միլիոն տարի առաջ ոչնչացրեց Մեքսիկայի մի մասը և սպանեց դինոզավրերին։ Համակարգչային սիմուլյացիաները ցույց են տալիս, որ Չիկշուլուբը բավականաչափ փոշի և ծծումբ է նետել մթնոլորտի վերին հատված՝ խավարելու արևի լույսը և Երկիրը սառեցնելու ավելի քան 20 աստիճան Ցելսիուսով և թթվացնելու օվկիանոսները: Մոլորակին դարեր են պահանջվել նախկին ջերմաստիճանին վերադառնալու համար, բայց հետո այն տաքացել է ևս 5 աստիճանով՝ մեքսիկական ոչնչացված կրաքարից ածխաթթու գազի մթնոլորտ ներթափանցելու պատճառով:

Թե ինչպես է հրաբխային ակտիվությունը Հնդկաստանում ազդել կլիմայի փոփոխության և զանգվածային ոչնչացման վրա, մնում է հակասական:

Էվոլյուցիոն փոփոխություններ

Սանդղակ: Իրադարձություններից կախված՝ սառչելով մոտ 5 աստիճանով Ցելսիուսի ուշ ուշ Օրդովիկյան շրջանում (445 միլիոն տարի առաջ)

Ժամկետը: միլիոնավոր տարիներ

Երբեմն կյանքի նոր տեսակների էվոլյուցիան վերականգնում է Երկրի թերմոստատը: Օրինակ, ֆոտոսինթետիկ ցիանոբակտերիաները, որոնք առաջացել են մոտ 3 միլիարդ տարի առաջ, սկսել են երկրագնդի ձևավորման գործընթացը՝ ազատելով թթվածինը: Տարածվելիս մթնոլորտում թթվածնի պարունակությունը ավելանում էր 2,4 միլիարդ տարի առաջ, մինչդեռ մեթանի և ածխածնի երկօքսիդի մակարդակը կտրուկ իջավ։200 միլիոն տարվա ընթացքում Երկիրը մի քանի անգամ վերածվել է «ձնագնդի»։ 717 միլիոն տարի առաջ օվկիանոսի կյանքի էվոլյուցիան, որն ավելի մեծ է, քան մանրէները, առաջացրեց ձնագնդիների ևս մեկ շարք, այս դեպքում, երբ օրգանիզմները սկսեցին աղբը բաց թողնել օվկիանոսի խորքերը՝ մթնոլորտից վերցնելով ածխածինը և թաքցնելով այն խորքերում:

Երբ ամենավաղ ցամաքային բույսերը հայտնվեցին մոտ 230 միլիոն տարի անց Օրդովիկյան ժամանակաշրջանում, նրանք սկսեցին ձևավորել երկրագնդի կենսոլորտը՝ թաղելով ածխածինը մայրցամաքներում և սնուցիչներ արդյունահանելով ցամաքից. նրանք լվացվեցին օվկիանոսներ և նաև խթանեցին այնտեղ կյանքը: Այս փոփոխությունները, ըստ երևույթին, հանգեցրել են սառցե դարաշրջանին, որը սկսվել է մոտ 445 միլիոն տարի առաջ: Ավելի ուշ, Դևոնյան ժամանակաշրջանում, ծառերի էվոլյուցիան, զուգորդված լեռնային շինարարության հետ, հետագայում նվազեցրեց ածխաթթու գազի մակարդակը և ջերմաստիճանը, և սկսվեց պալեոզոյան սառցե դարաշրջանը:

Խոշոր հրավառ գավառներ

Սանդղակ: տաքացում 3-ից 9 աստիճան Ցելսիուսով

Ժամկետը: հարյուր հազարավոր տարիներ

Լավայի և ստորգետնյա մագմայի մայրցամաքային ջրհեղեղները, այսպես կոչված, խոշոր հրավառ գավառները, հանգեցրել են մեկից ավելի զանգվածային ոչնչացման: Այս սարսափելի իրադարձությունները սանձազերծեցին մարդասպանների զինանոց Երկրի վրա (ներառյալ թթվային անձրևը, թթվային մառախուղը, սնդիկի թունավորումը և օզոնային շերտի քայքայումը), ինչպես նաև հանգեցրին մոլորակի տաքացմանը՝ հսկայական քանակությամբ մեթան և ածխածնի երկօքսիդ արտանետելով մթնոլորտ՝ ավելի արագ, քան դրանք։ կարող է կարգավորել թերմոստատի եղանակային պայմանները:

252 միլիոն տարի առաջ Պերմի աղետի ժամանակ, որը ոչնչացրեց ծովային տեսակների 81%-ը, ստորգետնյա մագման հրկիզեց սիբիրյան ածուխը, մթնոլորտում ածխաթթու գազի պարունակությունը հասցրեց միլիոնի 8000 մասի և ջերմաստիճանը տաքացրեց 5-9 աստիճան Ցելսիուսով: Պալեոցեն-էոցեն ջերմային առավելագույնը, ավելի փոքր իրադարձություն 56 միլիոն տարի առաջ, մեթան ստեղծեց Հյուսիսային Ատլանտյան օվկիանոսի նավթահանքերից և ուղարկեց այն դեպի երկինք՝ տաքացնելով մոլորակը 5 աստիճան Ցելսիուսով և թթվացնելով օվկիանոսը: Այնուհետև Արկտիկայի ափերին արմավենու ծառեր աճեցին, իսկ ալիգատորները սկսեցին զովանալ: Բրածո ածխածնի նմանատիպ արտանետումները տեղի են ունեցել ուշ Տրիասում և վաղ Յուրայի դարում, և ավարտվել գլոբալ տաքացմամբ, օվկիանոսի մեռած գոտիներով և օվկիանոսի թթվացմամբ:

Եթե այս ամենից որևէ մեկը ձեզ ծանոթ է թվում, դա պայմանավորված է նրանով, որ այսօր մարդածին գործունեությունը նման հետևանքներ ունի:

Ինչպես ապրիլին նշել են Տրիաս-Յուրայի անհետացման մի խումբ հետազոտողներ Nature Communications ամսագրում. «Մենք գնահատում ենք մթնոլորտ արտանետվող ածխաթթու գազի քանակը Տրիասի վերջում մագմայի յուրաքանչյուր իմպուլսի միջոցով, համեմատելի է մարդածին արտանետումների կանխատեսման հետ: 21-րդ դար»։