Čarolija jakog globalnog zagrijavanja prije 55 milijuna godina pokrenula je ne jednu već dvije ubrizgavanja stakleničkih plinova u atmosferu - a stopa porasta sugerira da bi drevni događaj zagrijavanja mogao održati važne lekcije o tome što očekivati s današnjim klimatskim promjenama.
Povezani sadržaj
- Recesija, ne fracking, ostvarila pad u emisijama ugljika u SAD-u
- Što možemo naučiti iskopavanjem tajni dubokog ugljika na Zemlji
- Putovanje kroz duboko vrijeme s ovom interaktivnom Zemljom
- Plin, vjerojatno metan, dolazi s 570 mjesta uz istočnu obalu
Jedan od najboljih načina da se istraži kako će globalno zagrijavanje izazvano čovjekom utjecati na Zemlju u budućnosti jest proučiti način na koji je naš planet reagirao na klimatske promjene u prošlosti. Mnogi istraživači smatraju da je toplinski maksimum paleocena i eocena (PETM) prije 55 milijuna godina posebno značajan za našu trenutnu situaciju, jer je uključivao i masovno ubrizgavanje ugljika u atmosferu što je dovelo do spiralne globalne temperature.
Nisu svi istraživači uvjereni da ipak možemo puno naučiti iz PETM-a. Neke studije sugeriraju da se klima tada mijenjala puno sporije nego što se sada mijenja, pri čemu se atmosferski ugljik povećao postupno tijekom oko 20 000 godina, možda zbog sporog oslobađanja vulkanskih plinova. Još su druge studije zaključile da su se promjene u PETM-u dogodile prebrzo za usporedbu s našom trenutnom situacijom. Studija iz prošle godine pokazala je da se atmosferski ugljik povećao u samo nekoliko godina, možda zbog velikog priliva ugljika od udara kometa.
Ali najnoviji geološki dokazi, objavljeni danas u časopisu Nature Geoscience, čine da ovi scenariji "previše spora" i "prebrza" zagrijavanja počinju izgledati malo vjerovatno. Umjesto toga, stopa promjene bila je vjerojatno “sasvim dobra” za pravljenje modernih usporedbi.
Istraživači predvođeni Gabeom Bowenom sa Sveučilišta u Utahu izbušili su jezgru od 820 stopa iz zemlje u blizini Powella u Wyomingu. Njihov uzorak probija se kroz drevna tla - koja su sada pretvorena u kamen - koja su nastala prije, za vrijeme i nakon PETM-a. Slojevi tla sadrže tisuće karbonatnih nodula od kojih svaki sadrži vrste ugljika koje odražavaju sastav atmosfere u vrijeme kad je nodul nastao. Mjereći ove sorte ili izotope, u svakom nodulu, istraživači su mogli napraviti sliku o tome kako je ugljik dodan drevnoj atmosferi. Nije prvi put da su istraživači izgradili takav zapis o ugljiku za PETM - slični profili napravljeni su koristeći informacije iz morskih jezgara sedimenata. Ali morski sedimenti pobuđuju izgaranje životinja, zamagljivanje detalja karbonske slike na način koji se ne događa tako lako na kopnu, kažu istraživači.
Siva, okruglasta kvržica karbonata ističe ove sedimentne jezgre izbušene iz sjevernog Wyominga. (Bianca Maibauer, Sveučilište u Utahu) Rezultati pokazuju da se ugljik ispumpavao u atmosferu u razdoblju od nekoliko tisuća godina - otprilike istim tempom kao i današnje emisije. Također su otkrili da najmanje 992 milijuna tona ugljika uđe u atmosferu godišnje - što je u redoslijedu veličine današnje godišnje stope od 10, 5 milijardi tona.
Ali možda je najzanimljiviji nalaz bio da je čini se da je PETM uključivao dva odvojena ugljikova impulsa. Nekoliko tisuća godina prije nego što je PETM stupio u puni zamah, bilo je kratkotrajno razdoblje globalnog zagrijavanja. Razine ugljika u atmosferi srušene tijekom možda 1500 godina, ostale su visoke tisućljećima ili se potom brzo vratile u normalu. Nakon još nekoliko tisućljeća, razina ugljika ponovno je porasla - ali ovaj put su ostali visoki desecima tisuća godina, uzrokujući pravi PETM događaj.
"Ovo je prvi snažni dokaz da su postojala ta dva impulsa vrlo usko raspoređena u vremenu", kaže koautor studije Scott Wing, paleobiolog iz Nacionalnog muzeja prirodne povijesti Smithsoniana. Kaže, to je značajno opažanje, jer to znači da možemo bolje procijeniti što je pokrenulo PETM. "Gotovo je sramotno što još nismo razradili uzrok", kaže Wing. "To je prvo što netko želi znati - ali čak se i 20 godina nakon identificiranja PETM-a još svađamo oko uzroka."
Čini se da novi rezultati isključuju vrlo spor, vulkanski induciran scenarij - ugljik je ušao u okoliš prebrzo da bi mogao djelovati. A budući da su postojala dva različita impulsa zagrijavanja, scenarij komete također izgleda slabo. "Tada biste trebali imati dva odvojena kometa - malo zvuči kao posebna molba", kaže Wing.
Paleobiolog Scott Wing iz Smithsonian Institucije drži temeljni uzorak izbušen iz Wyomingove Willwood formacije na Sveučilištu u Utahu, istraživanju epizode globalnog zagrijavanja prije gotovo 56 milijuna godina. (William Clyde, Sveučilište u New Hampshireu) Umjesto toga, autori tvrde da bi oslobađanje metana iz naslaga ispod morskog dna objasnilo i brzinu promjene i znatiželjne dvostruke impulse. Taj se metan obično sigurno zaključava u čvrstom obliku koji se naziva metan klatrat, ali čak bi i podmorsko klizište moglo biti dovoljno za destabilizaciju područja morskog dna i otključavanje ogromnog ležišta klatara. Takav bi događaj mogao pokrenuti kratkotrajni puls globalnog zagrijavanja prije glavnog PETM događaja.
Kao odgovor na ovaj početni puls, Zemljini su se okeani mogli natopiti viškom atmosferske topline. Međutim, ako su uspjeli, moguće je da je ovaj prirodni mehanizam oporavka pokrenuo glavni događaj. Topliji okeani sami mogu destabilizirati naslage klatrata, što bi moglo objasniti odakle dolazi drugi ugljikov impuls, kaže Wing. Ako je ovaj scenarij točan, to čini PETM još važnijim za današnji dan - oceani se zagrijavaju još jednom, a naslage klathrata ispod morskog dna ponovo se počinju destabilizirati.
Metan klatrati koji se oslobađaju sedimenata u ruskom Bajkalu izgledaju kao da bubu kroz led. (Louise Murray / Robert Harding, svetske slike / Corbis) "Isprva sam bio pomalo sumnjičav prema studiji - karbonate u zemlji je obično teško protumačiti", kaže Henrik Svensen sa Sveučilišta u Oslu, u Norveškoj. "Ali čini se kao lijepa i temeljita studija koja zaista donosi nove perspektive PETM-u." Ono što nije jasno, dodaje Svensen, je zašto se dvostruki puls nije jasno pokazao u drugim studijama s obzirom na to da nekoliko skupina geolozi koji rade drugdje u svijetu koristili su izotope ugljika u stijenama za rekonstrukciju atmosferskih uvjeta tijekom PETM-a u relativno visokim detaljima.
Drugi istraživači kažu da su u svojim ranijim studijama vidjeli nagovještaje dvaju impulsa. Na primjer, Ying Cui i Lee Kump sa Državnog sveučilišta Pennsylvania i njihovi kolege objavili su u 2011. analizu izotopa ugljika u morskim sedimentima PETM kraj obale Spitsbergena u Arktičkom oceanu. "Identificirali smo i dva impulsa, koja se odnose na stezanje i izravnavanje u zapisu o izotopu ugljika", kaže Kump.
Unatoč tome, nisu svi uvjereni da najnoviji dokazi zvuče kolanjem smrti za prethodne scenarije zagrijavanja. James Wright na Sveučilištu Rutgers bio je koautor prošlogodišnjeg rada tvrdeći da se zagrijavanje PETM-a dogodilo brzo, možda zbog komete. Budući da novi rezultati pokazuju da su se atmosferski uvjeti vratili u normalu između prvog i drugog pulsa, ne možemo biti sigurni da prvi puls ima bilo kakve izravne veze s PETM-om, smatra on. To bi ostavilo otvoren put za drugi impuls koji je isključivo odgovoran - što znači da ne možemo u potpunosti isključiti scenarij komete.
Ako su Wing i njegovi kolege točni i da je PETM događaj globalnog zagrijavanja sličan današnjem, znamo da nije savršena usporedba. Svijet je prije 55 milijuna godina bio posve različito mjesto. Na primjer, i prije PETM-a, planet je već bio toliko topao da nije bilo ledenih kapa. Također ne bismo trebali uzimati previše utjehe iz činjenice da PETM nije uzrokovao veliko masovno izumiranje, kaže Wing, jer iako trenutno globalno zagrijavanje ne prijeti postojanju naše vrste, prijeti našem načinu života. "Ono o čemu govorimo su ogromne promjene koje bi mogle prouzrokovati nevjerojatnu količinu ljudske patnje i gubitka stvari koje svi mi cijenimo", kaže on.
