Уровень углекислого газа в атмосфере сегодня, вероятно, выше, чем когда-либо за последние 3 миллиона лет. Согласно новому исследованию, это повышение уровня углекислого газа, парникового газа, может привести к температурам, невиданным в течение всего этого промежутка времени.
Исследователи использовали компьютерное моделирование для изучения изменений климата в четвертичный период, который начался около 2,59 миллиона лет назад и продолжается до сегодняшнего дня. За этот период Земля претерпела ряд изменений, но не столь быстрых, как те, которые наблюдаются сегодня, говорит автор исследования Маттео Виллет, исследователь докторской диссертации из Потсдамского института исследований воздействия на климат.
«Чтобы климат стал теплее, чем сейчас, нужно вернуться к другому геологическому периоду», - сказал Виллит в интервью «Live Science».
Четвертичный период начался с периода оледенения, когда ледяные щиты ушли из Гренландии, чтобы покрыть большую часть Северной Америки и северной Европы. Вначале, по словам Виллеита, эти ледники продвигались и отступали в течение 41 000-летнего цикла, обусловленного изменениями орбиты Земли вокруг Солнца.
Но между 1,25 млн. И 0,7 млн. Лет назад эти ледниковые и межледниковые циклы растягивались, повторяясь каждые 100 000 лет или около того, явление, называемое переходом среднего плейстоцена, из-за эпохи, в которой оно произошло.
Проведя компьютерную моделяцию, команда обнаружила, что для изменения ледниковых циклов в 41 000 лет на циклы в 100 000 лет должны были произойти две вещи: углекислый газ в атмосфере должен был уменьшиться, и ледники должны были вымыть слой отложений, названные реголитом.
По словам Виллеита, углекислый газ мог уменьшиться по разным причинам, например, из-за уменьшения выброса парниковых газов из-за вулканов или изменения скорости выветривания горных пород, что привело бы к тому, что в отложениях, переносимых на дно донных отложений, образовалось больше углерода в море. Чем меньше углерода в атмосфере, тем меньше тепла удерживается, поэтому климат остыл бы до такой степени, что большие ледяные щиты могли бы образоваться легче.
Геологические процессы обеспечили важный второй компонент для таких, более длинных, ледниковых циклов. Когда континенты в течение длительного времени свободны ото льда, они приобретают верхний слой измельченной неуплотненной породы, называемой реголитом. Земная луна - хорошее место, чтобы увидеть пример сегодня: толстый слой пыли луны - реголит.
Лед, который формируется на вершине этого реголита, имеет тенденцию быть менее устойчивым, чем лед, который образуется на твердой основе, сказал Виллит (представьте себе разницу в устойчивости между поверхностью, изготовленной из шарикоподшипников, и поверхностью с плоской столешницей). Точно так же ледяные щиты на основе реголита текут быстрее и остаются более тонкими. Когда изменения в орбите Земли изменяют количество тепла, которое попадает на поверхность Земли, ледяные щиты особенно подвержены таянию.
Но ледники также разрушают реголиты, выталкивая пыльные вещества к их ледниковым краям. Эта ледниковая чистка вновь обнажает коренные породы; По словам Виллеита, после нескольких ледниковых циклов в начале четвертичного периода коренная порода была бы обнажена, что дало бы вновь сформированным ледяным щитам более прочное место для закрепления. Эти устойчивые ледяные щиты, плюс более прохладный климат, привели к более длительным ледниковым циклам, наблюдаемым около миллиона лет назад. Межледниковые периоды все еще происходили из-за орбитальных изменений, но они стали короче.
Эти выводы важны для понимания условий, определяющих, пригодны ли для жизни такие места, как Чикаго или Нью-Йорк, или они покрыты милей льда. Но они также полезны для определения сегодняшнего изменения климата, сказал Виллит.
В конце плиоцена, около 2,5 миллионов лет назад, средние глобальные температуры были временно примерно на 1,5 градуса по Цельсию выше, чем в среднем до широкого использования ископаемого топлива, как показала модель Виллита. Эти древние температуры в настоящее время являются рекордными для самых высоких за весь четвертичный период.
Но это может скоро измениться. Уже сейчас земной шар на 1,2 градуса по Цельсию теплее, чем доиндустриальный средний. Парижское соглашение 2016 года ограничит потепление до 1,4 C, что соответствует климату 2,5 миллиона лет назад.
Результаты будут опубликованы сегодня в журнале «Science Advances».
