Zemlja ima iznenađujućeg novog igrača u klimatskoj igri: kisik. Iako kisik nije staklenički plin koji zadržava toplinu, njegova koncentracija u našoj atmosferi može utjecati na to koliko sunčeve svjetlosti dospije u zemlju, a novi modeli sugeriraju da je učinak promijenio klimu u prošlosti.
Povezani sadržaj
- Okeanske mrtve zone postaju pogoršane na globalnoj razini zbog klimatskih promjena
- Više ugljičnog dioksida u zraku čini neke usjeve manje hranjivim
Kisik trenutno čini oko 21 posto plinova u atmosferi planeta, ali taj nivo nije postojan u povijesti Zemlje. Prvih nekoliko milijardi godina bilo je malo kisika u atmosferi. Tada, prije otprilike 2, 5 milijardi godina, fotosintetski cijanobakterije u atmosferu su počeli dodavati kisik. „Kisik se proizvodi kao otpadni proizvod fotosinteze. Konzumira se disanjem ", objašnjava klimatolog sa Sveučilišta u Michiganu Chris Poulsen, vodeći autor studije objavljene danas u Scienceu .
Taj otpadni proizvod izazvao je masovno izumiranje poznato kao Veliki događaj oksigenacije. No s vremenom su se razvijali novi oblici života koji koriste ili izbacuju kisik u disanje, a razina kisika u atmosferi nastavlja rasti. "Proizvodnja i ukop biljnih tvari dugotrajno uzrokuje porast razine kisika", objašnjava Poulsen. Razine mogu ponovo pasti kada ta zarobljena drevna organska tvar postane izložena na kopnu, a elementi poput željeza reagiraju s kisikom iz atmosfere, reakcijom koja se naziva oksidativno vrijeme. Kao rezultat ovih procesa, razina kisika u atmosferi varirala je od niskih 10 posto do najviše 35 posto u posljednjih 540 milijuna godina ili tako.
Poulsen i njegovi kolege proučavali su klimu i biljke pokojnog paleozoika, a tijekom sastanka započeli su razgovor o tome može li razina kisika nekako utjecati na klimu u prošlosti. Studije su pokazale da je atmosferski ugljični dioksid bio glavni pokretač klime kroz duboka vremena, tako da je većina mislila da uloga kisika nije zanemariva.
Ali računalni modeli temeljeni na podacima o ugljiku nisu uspjeli objasniti sve u zapisu. Primjerice, Kenomanac, doba kasne krede, obilježen je visokim ugljičnim dioksidom i visokim temperaturama, ali ovo doba modela obično izbacuje polarne temperature i stope oborina koje su preniske u usporedbi s podacima uzetim iz paleogeološkog zapisa. Tako je Poulsen počeo mijenjati klimatski model kako bi testirao ideju o kisiku, a rezultati su pokazali da su promjene koncentracije kisika doista imale utjecaja kroz niz povratnih informacija.
"Smanjenje razine kisika razrjeđuje atmosferu, omogućavajući više sunčeve svjetlosti da prodre do Zemljine površine", objašnjava Poulsen. Više sunčeve svjetlosti omogućuje da više vlage isparava s površine planeta, što povećava vlažnost. Kako je vodena para staklenički plin, više topline dobiva zarobljeno u blizini Zemljine površine, a temperature porastu. Povećana vlaga i temperatura također dovode do povećanja količine oborina. Suprotno tome, kada su koncentracije kisika veće, atmosfera postaje gušća i raspršuje više sunčeve svjetlosti. Kao rezultat toga, ima manje vodene pare za hvatanje topline.
Dodavanje utjecaja kisika tijekom drugih razdoblja moglo bi dovesti do preciznijih modela prošlosti planeta, kažu istraživači. No Poulsen upozorava da studija nema utjecaja na ono što se zna o trenutnoj klimatskoj klimi na Zemlji. Klima planete danas se mijenja jer razine stakleničkih plinova poput ugljičnog dioksida i metana drastično rastu - kisik nije faktor.
"Razina kisika danas opada, ali vrlo sporom brzinom, otprilike nekoliko desetaka dijelova na milijun godišnje", kaže on. "Ova stopa je previše spora da bi utjecala na klimu u modernom svijetu.", a budući će klimatski znanstvenici morati dodati kisik u svoje modele kako bi dobili potpunu sliku.
