Hvordan Jordens Klima ændres Naturligt, Og Hvorfor Er Det En Helt Anden Sag Nu - Alternativ Visning

Indholdsfortegnelse:

Hvordan Jordens Klima ændres Naturligt, Og Hvorfor Er Det En Helt Anden Sag Nu - Alternativ Visning
Hvordan Jordens Klima ændres Naturligt, Og Hvorfor Er Det En Helt Anden Sag Nu - Alternativ Visning

Video: Hvordan Jordens Klima ændres Naturligt, Og Hvorfor Er Det En Helt Anden Sag Nu - Alternativ Visning

Video: Hvordan Jordens Klima ændres Naturligt, Og Hvorfor Er Det En Helt Anden Sag Nu - Alternativ Visning
Video: Den globale opvarmning - Jordens klima 2024, Marts
Anonim

I lang tid har Jordens klima svingt af ti forskellige grunde, herunder orbital wobbles, tektoniske forskydninger, evolutionære ændringer og andre faktorer. De kastede planeten enten i istiden eller i tropisk varme. Hvordan forholder de sig til moderne menneskeskabte klimaændringer?

Gennem sin historie har Jorden formået at være en snebold og et drivhus. Og hvis klimaet ændrede sig før menneskets udseende, hvordan ved vi så, at det er vi, der har skylden for den skarpe opvarmning, vi ser i dag?

Dels fordi vi kan skabe en klar årsagssammenhæng mellem menneskeskabte menneskelige kuldioxidemissioner og en stigning på 1,28 grader Celsius i den globale temperatur (som i øvrigt fortsætter) i den præindustrielle æra. Kuldioxidmolekyler absorberer infrarød stråling, så når deres mængde i atmosfæren øges, holder de mere varme, som fordamper fra planetens overflade.

På samme tid har paleoclimatologer gjort store fremskridt med at forstå de processer, der førte til klimaændringer i fortiden. Her er ti tilfælde af naturlige klimaændringer - sammenlignet med den aktuelle situation.

Solcykler

Skala: afkøling med 0,1-0,3 grader celsius

Tidslinje: periodiske fald i solaktivitet fra 30 til 160 år adskilt af flere århundreder

Salgsfremmende video:

Hvert 11. år skifter det solmagnetiske felt, og med det kommer 11-årige cykler med lysning og dæmpning. Men disse udsving er små og påvirker kun jordens klima ubetydeligt.

Meget vigtigere er de "store solminima", ti-årige perioder med formindsket solaktivitet, der har fundet sted 25 gange i løbet af de sidste 11.000 år. Et nyligt eksempel, Maunder minimum, forekom mellem 1645 og 1715 og fik solenergi til at falde 0,04% -0,08% under det aktuelle gennemsnit. I lang tid troede videnskabsmænd, at minimumsunderlaget i Maunder kunne have forårsaget "Lille istid", en kold snap, der varede fra det 15. til det 19. århundrede. Men det har siden vist sig, at det var for kort og skete på det forkerte tidspunkt. Afkøling var sandsynligvis forårsaget af vulkansk aktivitet.

I det sidste halve århundrede har solen været svagt dæmpet, og Jorden varmer op, og det er umuligt at knytte den globale opvarmning til et himmellegeme.

Vulkansk svovl

Skala: 0,6 - 2 grader celsius afkøling

Tidsramme: fra 1 til 20 år

I 539 eller 540 A. D. e. der var et så kraftigt udbrud af vulkanen Ilopango i El Salvador, at dens blæse nåede stratosfæren. Derefter ødelagde kolde somre, tørke, hungersnød og pest bosættelser over hele verden.

Udbrud af Ilopango-skala kaster reflekterende dråber svovlsyre ind i stratosfæren, der screener sollys og afkøler klimaet. Som et resultat bygger havis sig op, mere sollys reflekteres tilbage i rummet, og den globale afkøling bliver værre og længere.

Efter udbruddet af Ilopango faldt den globale temperatur med 2 grader over 20 år. Allerede i vores æra afkølet udbruddet af Mount Pinatubo på Filippinerne i 1991 det globale klima med 0,6 grader i 15 måneder.

Vulkansk svovl i stratosfæren kan være ødelæggende, men på skalaen fra Jordens historie er dens virkning lille og også kortvarig.

Kortvarige klimasvingninger

Skala: op til 0,15 grader celsius

Tidsramme: fra 2 til 7 år

Ud over sæsonbestemte vejrforhold er der andre kortvarige cyklusser, der også påvirker nedbør og temperatur. Den mest markante af disse, El Niño eller sydlig oscillation, er en periodisk ændring i cirkulation i det tropiske stillehav over en periode på to til syv år, der påvirker nedbør i Nordamerika. Den nordatlantiske oscillation og Dipole i Det Indiske Ocean har en stærk regional indvirkning. Begge interagerer med El Niño.

Sammenhængen mellem disse cyklusser i lang tid forhindrede beviset for, at antropogen ændring er statistisk signifikant, og ikke kun et andet spring i den naturlige variation. Men siden da er menneskeskabte klimaændringer steget langt ud over den naturlige vejrvariation og sæsonbestemte temperaturer. US National Climate Assessment 2017 konkluderede, at "der ikke er nogen afgørende bevis fra observationer, der kan forklare de observerede klimaændringer ved naturlige cyklusser."

Orbitalvibrationer

Skala: ca. 6 grader celsius i løbet af den sidste 100.000-årige cyklus; varierer med geologisk tid

Tidspunkt: Regelmæssige, overlappende cykler på 23.000, 41.000, 100.000, 405.000 og 2.400.000 år

Jordens bane svinger, når solen, månen og andre planeter ændrer deres relative position. På grund af disse konjunkturudsving, de såkaldte Milankovitch-cyklusser, svinger mængden af sollys på mellemvidde breddegrader med 25%, og klimaændringerne. Disse cyklusser har kørt igennem historien og skabt skiftende lag af sediment, der kan ses i klipper og udgravninger.

I løbet af Pleistocene-æraen, som sluttede for ca. 11.700 år siden, sendte Milankovitch-cyklusser planeten ind i en af dens istid. Da Jordens kredsløb skiftede de nordlige somre varmere end gennemsnittet, smeltede massive islag i Nordamerika, Europa og Asien; da kredsløbet skiftede igen og somrene blev koldere igen, voksede disse skjolde tilbage. Da det varme hav opløses mindre kuldioxid, steg atmosfærens indhold og faldt i samklang med svingninger i orbitalen, hvilket forstærkede deres virkning.

I dag nærmer jorden sig et andet minimum af nordligt sollys, så uden menneskeskabte kuldioxidemissioner ville vi gå ind i en ny istid i de næste 1.500 år eller deromkring.

Svag ung sol

Skala: ingen kumulativ temperatureffekt

Tidslinje: permanent

På trods af kortsigtede udsving stiger solens lysstyrke som helhed med 0,009% pr. Million år, og siden solsystemets fødsel for 4,5 milliarder år siden er det steget med 48%.

Forskere mener, at det fra svagheden ved den unge sol skulle følge, at Jorden forblev frossent i hele den første halvdel af dens eksistens. Samtidig har geologer paradoksalt set 3,4 milliarder år gamle sten dannet i vand med bølger. Det uventet varme klima på den tidlige jord synes at skyldes en eller anden kombination af faktorer: mindre landerosion, klarere himmel, kortere dage og en særlig atmosfærisk sammensætning, før Jorden fik en iltrig atmosfære.

Gunstige forhold i anden halvdel af jordens eksistens, på trods af stigningen i solens lysstyrke, fører ikke til et paradoks: Jordens vejrtermostat modvirker virkningerne af yderligere sollys og stabiliserer jorden.

Kuldioxid og vejrtermostat

Skala: modvirker andre ændringer

Tidslinje: 100.000 år eller længere

Jordens klimahovedregulator har længe været niveauet for kuldioxid i atmosfæren, da kuldioxid er en vedvarende drivhusgas, der blokerer for varme og forhindrer, at den stiger fra planetens overflade.

Vulkaner, metamorfe klipper og kulstofoxidation i eroderede sedimenter udsender alle kuldioxid til himlen, og kemiske reaktioner med silikatklipper fjerner kuldioxid fra atmosfæren og danner kalksten. Balancen mellem disse processer fungerer som en termostat, fordi når klimaet varmes op, er kemiske reaktioner mere effektive til at fjerne kuldioxid og dermed hæmme opvarmningen. Når klimaet køler ned, reduceres effektiviteten af reaktionerne tværtimod, hvilket letter afkøling. Som følge heraf forblev Jordens klima over en lang periode relativt stabilt, hvilket giver et beboeligt miljø. Især er de gennemsnitlige kuldioxidniveauer konstant faldende som et resultat af solens stigende lysstyrke.

Imidlertid tager det hundreder af millioner af år for vejrtermostaten at reagere på bølgen af kuldioxid i atmosfæren. Jordens oceaner absorberer og fjerner overskydende kulstof hurtigere, men selv denne proces tager årtusinder - og kan stoppes med risiko for forsuring af havet. Hvert år afgiver brændende fossile brændstoffer cirka 100 gange mere kuldioxid end vulkaner bryder ud - oceanerne og vejrforhold mislykkes - så klimaet varmes op og oceanerne oxiderer.

Tektoniske skift

Skala: cirka 30 grader celsius i de sidste 500 millioner år

Tidslinje: millioner af år

Bevægelsen af de jordiske masser af jordskorpen kan langsomt flytte forvitringstermostaten til en ny position.

I de sidste 50 millioner år har planeten afkølet, tektoniske pladekollisioner, der skubber kemisk reaktive klipper som basalt og vulkansk aske ind i de varme fugtige troper, hvilket øger antallet af reaktioner, der trækker kuldioxid fra himlen. Derudover er erosionstakten mere end fordoblet med stigningen af Himalaya, Andes, Alperne og andre bjerge i løbet af de sidste 20 millioner år, hvilket fører til en acceleration af vejrforhold. En anden faktor, der accelererede den afkølende tendens, var adskillelsen af Sydamerika og Tasmanien fra Antarktis for 35,7 millioner år siden. En ny havstrøm har dannet sig omkring Antarktis, og det har intensiveret cirkulationen af vand og plankton, der forbruger kuldioxid. Som et resultat er Antarktisens isark vokst markant.

Tidligere, under jura- og kridttiderne, strejfede dinosaurerne over Antarktis, fordi uden disse bjergkæder holdt den øgede vulkanaktivitet kuldioxid i niveauer i størrelsesordenen 1.000 dele pr. Million (op fra 415 i dag). Den gennemsnitlige temperatur i denne isfri verden var 5-9 grader højere end den er nu, og havoverfladen var 75 meter højere.

Asteroidfald (Chikshulub)

Skala: først afkøling med ca. 20 grader celsius, derefter opvarmning med 5 grader celsius

Tidslinje: århundreder med afkøling, 100.000 års opvarmning

Databasen over asteroidepåvirkninger på Jorden indeholder 190 krater. Ingen af dem havde en mærkbar effekt på jordens klima med undtagelse af asteroiden Chikshulub, der ødelagde en del af Mexico og dræbte dinosaurierne for 66 millioner år siden. Computersimuleringer viser, at Chikshulub har kastet nok støv og svovl i den øvre atmosfære til at skjule sollys og afkøle jorden med mere end 20 grader celsius, såvel som at gøre oceanerne forsuret. Det tog planeten århundreder at vende tilbage til sin tidligere temperatur, men derefter opvarmede den yderligere 5 grader på grund af indtrængen af kuldioxid fra den ødelagte mexicanske kalksten i atmosfæren.

Hvordan vulkansk aktivitet i Indien påvirkede klimaændringer og masseudryddelse forbliver kontroversiel.

Evolutionsændringer

Målestok: begivenhedsafhængig, afkøling med ca. 5 grader celsius i den sene ordoviciens periode (445 millioner år siden)

Tidslinje: millioner af år

Undertiden nulstilles udviklingen af nye livsarter jordens termostat. Således lancerede fotosyntetiske cyanobakterier, der opstod for omkring 3 milliarder år siden, processen med terraformering og frigivelse af ilt. Efterhånden som de spredte sig, steg ilt i atmosfæren for 2,4 milliarder år siden, mens metan- og kuldioxidniveauer faldt kraftigt. I løbet af 200 millioner år er Jorden blevet til en "snebold" flere gange. For 717 millioner år siden udløste udviklingen af livet i havet, større end mikrober, en anden serie "snebolde" - i dette tilfælde, fordi organismer begyndte at frigive detritus i havets dybder, idet de tog kulstof fra atmosfæren og skjulte det på dybden.

Da de tidligste landplanter dukkede op cirka 230 millioner år senere i den ordoviciske periode, begyndte de at danne jordens biosfære, begravede kulstof på kontinenterne og udvinde næringsstoffer fra land - de skyllede ud i verdenshavene og stimulerede også livet der. Disse ændringer ser ud til at have ført til istiden, der begyndte for omkring 445 millioner år siden. Senere, i Devon-perioden, reducerede udviklingen af træer, kombineret med bjergbygning, yderligere kuldioxidniveauer og temperaturer, og den Paleozoiske istid begyndte.

Store stødende provinser

Skala: Opvarmning fra 3 til 9 grader celsius

Tidslinje: hundreder af tusinder af år

Kontinentale oversvømmelser af lava og underjordisk magma - såkaldte store, stødende provinser - har resulteret i mere end en masseudryddelse. Disse forfærdelige begivenheder frigav et arsenal af mordere på Jorden (inklusive surt regn, sur tåge, kviksølvforgiftning og ozonnedbrydning) og førte også til en opvarmning af planeten og frigav enorme mængder metan og kuldioxid i atmosfæren - hurtigere end de kunne. håndtere termostatforvitring.

Under Perm-katastrofen for 252 millioner år siden, der ødelagde 81% af de marine arter, satte underjordisk magma fyr på Siberisk kul, hævede kuldioxidindholdet i atmosfæren til 8.000 dele pr. Million og opvarmede temperaturen med 5-9 grader Celsius. Paleocene-Eocene Thermal Maximum, en mindre begivenhed for 56 millioner år siden, skabte metan i oliefelter i det nordlige Atlanterhav og sendte det himmelt, opvarmede planeten 5 grader Celsius og forsurede havet. Senere voksede palmetræer på de arktiske bredder, og alligatorer solgte. Lignende emissioner af fossilt kulstof forekom i de sene trias- og tidlige juraperioder - og endte med global opvarmning, døde zoner i havet og forsuring af havet.

Hvis noget af dette lyder for dig, er det fordi menneskeskabte aktiviteter i dag har lignende konsekvenser.

Som en gruppe triasisk-juraudryddelsesforskere bemærkede i april i Nature Communications, "Vi estimerer mængden af kuldioxid, der udsendes til atmosfæren ved hver magmapuls i slutningen af Triassic, er sammenlignelig med prognosen for menneskeskabte emissioner i det 21. århundrede."