Cum s-a schimbat clima de pe pământ. Oleg Ivashchenko: Cum sa schimbat clima în timpul existenței Pământului. Viteza schimbării și unicitatea momentului prezent

De ce încep erele glaciare pe Pământ?
Pentru ca glaciația să înceapă pe planetă, trebuie să aibă loc o răcire - astfel încât zăpada, și nu ploaia, să devină unul dintre principalele tipuri de precipitații de pe întregul Pământ și că, după ce a căzut iarna, nu are timp să se topească. peste vară. În plus, o mare parte din această zăpadă trebuie să cadă - suficientă pentru a asigura creșterea ghețarilor.

Ambele condiții par simple. Dar ce cauzează răcirea?
Motivele pot varia.
1. Mișcarea continentelor. Continentele, ca plutele pe apă, se deplasează pe suprafața Pământului. Aflându-se în regiuni polare sau subpolare (cum ar fi Antarctica), continentele se află în condiții dure, favorabile formării ghețarilor. Adevărat, sunt puține precipitații în clima polară, dar temperaturile sunt destul de scăzute.
2. Mișcări ale polilor geografici. Este posibil ca continentul să se poată găsi în condiții polare fără a se deplasa - ei înșiși „au venit” la el: la urma urmei, împreună cu polii, zonele naturale „au călătorit” de-a lungul suprafeței planetei.
3. Creșterea munților. Când munții cresc, mase de pământ semnificative pot fi destul de înalte, deasupra liniei de zăpadă (cu cât ne ridicăm mai sus deasupra suprafeței pământului, cu atât este mai rece în jurul nostru; și putem ajunge la o înălțime peste care zăpada nu se topește; aceasta se numește linia zăpezii). Se formează ghețari de munte, acest lucru duce la răcire nu numai în munți, ci și dincolo de ei, ghețarii apar la poalele dealurilor. Temperaturile scad și mai mici, ghețarii cresc și așa mai departe. De fapt, în ultimii unul sau două milioane de ani, Alpii s-au ridicat cu peste două mii de metri, Himalaya cu trei mii.
4. Schimbări în atmosferă. Compoziția atmosferei afectează clima. Dioxidul de carbon creează Efect de sera- și cu cât este mai mult în atmosferă, cu atât este mai cald pe planetă și cu cât este mai puțin, cu atât este mai rece. Prin urmare, este posibilă următoarea conexiune a evenimentelor. În condiții calde, numărul locuitorilor microscopici ai oceanelor crește. Moartea lor treptată duce la acumularea de sedimente la fund, în care pentru o lungă perioadă de timp Sunt „conservate” cantități foarte mari de dioxid de carbon (face parte din substanțele din care aceste organisme își construiesc învelișul și scheletele). Și temperatura de pe planetă scade - începe glaciația.
Poate exista și o influență a prafului în atmosferă (de exemplu, din cauza emisiei de cantitate mare cenuşă vulcanică sau praf ridicat de un impact de meteorit).
5. Schimbări în oceane. Oceanele influențează clima în multe feluri. Una dintre ele este stocarea căldurii și redistribuirea acesteia pe planetă de către curenții oceanici. Mișcările continentale pot provoca afluxul ape calde către regiunile polare vor scădea atât de mult încât vor deveni foarte reci. Cam așa s-a întâmplat cu strâmtoarea Bering, care leagă Oceanul Arctic de Oceanul Pacific - este aproape închisă (și au fost perioade când a fost închisă complet sau deschisă mai larg decât este acum). Amestecarea apei în Oceanul Arctic este dificilă și aproape toată este acoperită cu gheață plutitoare.
6. Schimbări astronomice. Poate că răcirea este asociată cu o scădere a cantității de căldură solară care vine pe Pământ. Motivele pentru aceasta pot fi legate de fluctuațiile activității solare. Dar ei pot - și cu fluctuații în poziția relativă spațială a Pământului și a Soarelui. Sunt cunoscute calcule ale geofizicianului iugoslav M. Milankovic, care a analizat schimbările din anii 1920. radiatie solaraîn funcţie de schimbările din sistemul Pământ-Soare. Sunt ciclice, iar ciclurile lor coincid aproximativ cu ciclicitatea glaciațiilor. Până în prezent, această ipoteză este cea mai fundamentată.
Cat e ceasul acum? Glaciația, interglaciara sau ceva a treia - de exemplu, post-glaciara, iar ghețarii nu vor mai avansa? Greu de spus. Se știe, de exemplu, că în urmă cu aproximativ 200 de ani, Mica Eră de gheață a atins maximul și slăbește treptat - o eră a răcirii care s-a manifestat nu numai în Europa (și i-a alungat pe vikingi din așezările groenlandeze), ci și în alte regiuni ale Pământului. Până în anii 1930, condițiile de gheață din Arctica erau atât de dificile, încât toate încercările de a pătrunde spre nord pe nave s-au încheiat cu un eșec (amintiți-vă de expediția încheiată tragic din 1912 la Polul Nord a expediției locotenentului senior Georgy Yakovlevich Sedov pe navă. „Sfântul Mucenic Foka”). Și mai târziu, suprafața ocupată de gheața arctică multianuală a scăzut cu aproximativ un milion de kilometri pătrați!
Și pentru prima dată în istoria navigației, nava mică de lemn „Nikolai Knipovich” a rotunjit Ținutul Franz Josef din nord, iar vaporul „Sibiryakov” a rotunjit Severnaya Zemlya. În 1938, spărgătorul de gheață „Ermak” din zona Insulelor Noii Siberiei a ajuns la 83°05”N - iar în 1901 nici măcar nu a putut ajunge la vârful nordic al Novaiei Zemlya.
În anii 1960, a început o nouă răcire, iar gheața sa extins cu 0,8 milioane de kilometri pătrați. În anii 1970 a avut loc o nouă încălzire.
Dar aceste fluctuații sunt incomparabile ca scară cu marile glaciații și cu perioadele interglaciare care le separă. Deci întrebarea despre viitorul climei Pământului este încă deschisă. Poate că efectul de seră va învinge și va avea loc o încălzire fără precedent? Sau poate că praful din ce în ce mai mare al atmosferei va fi mai puternic și ne așteaptă o pușcă de frig?

Prezentare generală a schimbărilor climatice globale actuale

Schimbările climatice reprezintă fluctuații ale climei Pământului în ansamblu sau ale regiunilor sale individuale în timp, exprimate în abateri semnificative statistic ale parametrilor meteorologici de la valorile pe termen lung pe o perioadă de timp de la zeci de ani la milioane de ani. Sunt luate în considerare modificările atât ale parametrilor meteo medii, cât și ale frecvenței evenimentelor meteorologice extreme. Știința paleoclimatologiei studiază schimbările climatice. Schimbările climatice sunt cauzate de procese dinamice de pe Pământ, de influențe externe precum fluctuațiile intensității radiației solare și, conform unei versiuni, mai recent, de activitatea umană. ÎN În ultima vreme termenul „schimbări climatice” este folosit în general (mai ales în contextul politicii de mediu) pentru a se referi la schimbările climatului modern (vezi încălzirea globală).

Factorii schimbărilor climatice

Schimbările climatice sunt cauzate de modificările atmosferei Pământului, de procese care au loc în alte părți ale Pământului, precum oceane, ghețari, precum și de efectele asociate activităților umane. Procesele externe care modelează clima sunt:

modificări ale radiației solare și ale orbitei Pământului.

modificări ale dimensiunii și poziției relative a continentelor și oceanelor,

modificarea luminozității soarelui,

modificări ale parametrilor orbitei Pământului,

modificări ale transparenței atmosferei și al compoziției acesteia ca urmare a modificărilor activității vulcanice a Pământului,

modificări ale concentrației de gaze cu efect de seră (CO2 și CH4) în atmosferă,

modificarea reflectivității suprafeței Pământului (albedo),

modificarea cantității de căldură disponibilă în adâncurile oceanului.

Schimbările climatice pe Pământ

Vremea este starea zilnică a atmosferei. Vremea este un sistem dinamic haotic neliniar. Clima este starea medie a vremii și, dimpotrivă, este stabilă și previzibilă. Clima include indicatori precum temperatura medie, precipitațiile, cantitatea zile insoriteși alte variabile care pot fi măsurate într-o anumită locație. Cu toate acestea, pe Pământ au loc și procese care pot afecta clima.

Glaciații

Ghețarii sunt recunoscuți ca fiind unul dintre cei mai sensibili indicatori ai schimbărilor climatice. Ele cresc semnificativ în dimensiune în timpul răcirii climatice (așa-numitele „mici epoci de gheață”) și scad în timpul încălzirii climatice. Ghetarii cresc si se topesc datorita schimbarilor naturale si sub influenta influentelor externe. În ultimul secol, ghețarii nu au reușit să regenereze suficientă gheață în timpul iernilor pentru a înlocui gheața pierdută în lunile de vară.

Cele mai semnificative procese climatice din ultimele câteva milioane de ani sunt ciclurile glaciare și interglaciare ale erei glaciare actuale, cauzate de modificările pe orbita Pământului. Schimbările în starea gheții continentale și fluctuațiile nivelului mării de până la 130 de metri sunt consecințele cheie ale schimbărilor climatice în majoritatea regiunilor.

Variabilitatea oceanelor

La o scară decenală, schimbările climatice pot rezulta din interacțiunile dintre atmosferă și oceanele lumii. Multe fluctuații ale climei, inclusiv cea mai faimoasă oscilație sudică El Niño, precum și oscilațiile nord-Atlantice și arctice, apar în parte datorită capacității oceanelor lumii de a acumula energie termică și mișcării acestei energii în diferite părți ale oceanului. . La o scară mai lungă, circulația termohalină are loc în oceane, care joacă Rol cheieîn redistribuirea căldurii şi poate influenţa semnificativ clima.

Memoria climei

În mai mult aspectul general Variabilitatea sistemului climatic este o formă de histerezis, adică înseamnă că starea actuală a climei nu este doar o consecință a influenței anumitor factori, ci și întreaga istorie a stării sale. De exemplu, pe parcursul a zece ani de secetă, lacurile se usucă parțial, plantele mor, iar zona deșerților crește. Aceste condiții, la rândul lor, provoacă mai puține precipitații în anii de după secetă. Acea. Schimbările climatice sunt un proces de autoreglare, deoarece mediul reacționează într-un anumit mod la influențele externe și, prin schimbare, este el însuși capabil să influențeze clima.

Gaze cu efect de seră

Este general acceptat că gazele cu efect de seră sunt Motivul principal încălzire globală. Gazele cu efect de seră sunt, de asemenea, importante pentru înțelegerea istoriei climatice a Pământului. Potrivit cercetărilor, efectul de seră, care rezultă din încălzirea atmosferei prin energia termică prinsă de gazele cu efect de seră, este un proces cheie care reglează temperatura Pământului.

În ultimii 600 de milioane de ani, concentrațiile de dioxid de carbon din atmosferă au variat de la 200 ppm la mai mult de 5.000 ppm datorită influenței proceselor geologice și biologice. Cu toate acestea, în 1999, Weiser și colab. au arătat că în ultimele zeci de milioane de ani nu există o corelație puternică între concentrațiile de gaze cu efect de seră și schimbările climatice și că mai mult rol important aparține mișcării tectonice a plăcilor litosferice. Mai recent, Royer și colab. au folosit corelația CO2-climă pentru a obține o valoare pentru „sensibilitatea la climă”. Există câteva exemple de schimbări rapide ale concentrației gazelor cu efect de seră din atmosfera Pământului care au o puternică corelație cu încălzirea puternică, inclusiv maximul termic paleocen-eocen, dispariția speciilor permian-triasice și sfârșitul pământului bulgăre de zăpadă varangian. eveniment.

Creșterea nivelului de dioxid de carbon a fost considerată principala cauză a încălzirii globale din 1950. Conform Panelului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice (IPCC) în 2007, concentrația de CO2 în atmosferă în 2005 era de 379 ppm3, în perioada preindustrială era de 280 ppm3.

Pentru a preveni o încălzire dramatică în următorii ani, concentrațiile de dioxid de carbon trebuie reduse la niveluri preindustriale de 350 ppm (0,035%) (în prezent 385 ppm și în creștere cu 2 ppm (0,0002%) pe an, în principal din cauza arderii fosilelor. combustibili și defrișări).

Oamenii de știință cunosc de mult modalități de a opri sau chiar de a opri defrișările masive. La începutul secolului trecut, cercetătorii americani au prezis că creșterea cânepei la scară industrială ar putea opri defrișările, deoarece o recoltă de cânepă de pe 10 mii de hectare de teren arabil produce aceeași cantitate de hârtie ca o pădure tăiată pe o suprafață de 40 de hectare. mii de hectare. Acest lucru se datorează faptului că un hectar de cânepă produce 5-6 metri cubi de lemn pe an, iar un hectar de pădure produce jumătate.

Există scepticism cu privire la metodele de geoinginerie pentru îndepărtarea dioxidului de carbon din atmosferă, în special propunerile de a îngropa dioxid de carbon în fracturile tectonice sau de a-l injecta în roci de pe fundul oceanului: îndepărtarea a 50 ppm de gaz folosind această tehnologie ar costa cel puțin 20 de trilioane de dolari. de două ori mai mare decât datoria națională a SUA.

Placi tectonice

Pe perioade lungi de timp, mișcările tectonice ale plăcilor mișcă continentele, formează oceane, creează și distrug lanțuri muntoase și creează suprafața pe care există clima. Cercetări recente arată că mișcările tectonice au exacerbat condițiile ultimei epoci glaciare: în urmă cu aproximativ 3 milioane de ani, plăcile nord-americane și sud-americane s-au ciocnit, formând Istmul Panama și închizând calea pentru amestecarea directă a oceanelor Atlantic și Pacific.

Radiatie solara

Modificări ale activității solare în ultimele câteva secole

Soarele este principala sursă de căldură în sistemul climatic. Energia solară, transformată în căldură pe suprafața Pământului, este o componentă integrală care modelează clima pământului. Dacă luăm în considerare o perioadă lungă de timp, atunci în acest cadru Soarele devine mai strălucitor și evidențiază mai multă energie, deoarece se dezvoltă conform secvenței principale. Această dezvoltare lentă afectează și atmosfera pământului. Se crede că în primele etape ale istoriei Pământului, Soarele a fost prea rece pentru ca apa de pe suprafața Pământului să fie lichidă, ceea ce a dus la așa-numita. „Paradoxul soarelui tânăr slab”.

Modificări ale activității solare sunt observate și pe perioade mai scurte de timp: ciclul solar de 11 ani și modulații mai lungi. Cu toate acestea, ciclul de 11 ani de apariție și dispariție a petelor solare nu este urmărit în mod explicit în datele climatologice. Modificările activității solare sunt considerate un factor important în debutul Micii Epoci de Gheață, precum și unele dintre evenimentele de încălzire observate între 1900 și 1950. Natura ciclică a activității solare nu este încă pe deplin înțeleasă; este diferită de schimbările lente care însoțesc dezvoltarea și îmbătrânirea Soarelui.

Modificări orbitale

În ceea ce privește impactul lor asupra climei, schimbările în orbita Pământului sunt similare cu fluctuațiile activității solare, deoarece micile abateri ale poziției orbitei duc la o redistribuire a radiației solare pe suprafața Pământului. Astfel de modificări ale poziției orbitale se numesc cicluri Milankovitch; ele sunt previzibile cu mare precizie deoarece sunt rezultatul interacțiunii fizice a Pământului, satelitul său, Luna și alte planete. Modificările orbitale sunt considerate a fi principalele cauze ale ciclurilor glaciare și interglaciare alternante ale ultimei epoci glaciare. Precesiunea orbitei Pământului are ca rezultat și schimbări mai mici, cum ar fi creșterea și scăderea periodică a zonei deșertului Sahara.

Vulcanismul

O erupție vulcanică puternică poate afecta clima, provocând o vată rece care durează câțiva ani. De exemplu, erupția Muntelui Pinatubo din 1991 a afectat semnificativ clima. Erupțiile gigantice care formează cele mai mari provincii magmatice au loc doar de câteva ori la fiecare sută de milioane de ani, dar influențează clima timp de milioane de ani și provoacă dispariția speciilor. La început, oamenii de știință au crezut că cauza răcirii a fost praful vulcanic emis în atmosferă, deoarece a împiedicat radiația solară să ajungă la suprafața Pământului. Cu toate acestea, măsurătorile arată asta majoritatea praful se depune pe suprafața Pământului în decurs de șase luni.

Vulcanii fac, de asemenea, parte din ciclul geochimic al carbonului. De-a lungul multor perioade geologice, dioxidul de carbon a fost eliberat din interiorul Pământului în atmosferă, neutralizând astfel cantitatea de CO2 îndepărtată din atmosferă și legată de rocile sedimentare și alte absorbante geologice de CO2. Cu toate acestea, această contribuție nu este comparabilă ca mărime cu emisiile antropice de monoxid de carbon, care, conform estimărilor US Geological Survey, este de 130 de ori mai mare decât cantitatea de CO2 emisă de vulcani.

Impactul antropic asupra schimbărilor climatice

Factorii antropogeni includ activitățile umane care modifică mediul și influențează clima. În unele cazuri relația cauză-efect este directă și lipsită de ambiguitate, cum ar fi efectul irigației asupra temperaturii și umidității, în alte cazuri relația este mai puțin evidentă. De-a lungul anilor au fost discutate diverse ipoteze ale influenței umane asupra climei. La sfârșitul secolului al XIX-lea, în partea de vest a SUA și Australia, de exemplu, teoria „ploaia urmează plugului” era populară.

Principalele probleme astăzi sunt: creșterea concentrației de CO2 în atmosferă din cauza arderii combustibilului, aerosolii din atmosferă care afectează răcirea acesteia și industria cimentului. Alți factori precum utilizarea terenurilor, epuizarea stratului de ozon, creșterea animalelor și defrișările influențează, de asemenea, clima.

Arderea combustibilului

Începând să crească în timpul Revoluției Industriale din anii 1850 și accelerând treptat, consumul de combustibil uman a determinat creșterea concentrațiilor de CO2 din atmosferă de la ~280 ppm la 380 ppm. Cu această creștere, concentrația proiectată la sfârșitul secolului 21 ar fi mai mare de 560 ppm. Se știe că nivelurile de CO2 din atmosferă sunt acum mai mari decât oricând în ultimii 750.000 de ani. Împreună cu creșterea concentrațiilor de metan, aceste schimbări prevăd o creștere a temperaturii de 1,4-5,6°C între 1990 și 2040.

Aerosoli

Se crede că aerosolii antropici, în special sulfații eliberați din arderea combustibilului, contribuie la răcirea atmosferică. Se crede că această proprietate este motivul „podisului” relativ din graficul temperaturii de la mijlocul secolului al XX-lea.

Industria cimentului

Producția de ciment este o sursă intensivă de emisii de CO2. Dioxidul de carbon se formează atunci când carbonatul de calciu (CaCO3) este încălzit pentru a produce oxidul de calciu (CaO sau var nestins), ingredientul de ciment. Producția de ciment este responsabilă pentru aproximativ 2,5% din emisiile de CO2 din procesele industriale (sectoarele energetice și industriale). La amestecarea cimentului, aceeași cantitate de CO2 este absorbită din atmosferă în timpul reacției inverse CaO + CO2 = CaCO3. Prin urmare, producția și consumul de ciment modifică doar concentrațiile locale de CO2 din atmosferă, fără a modifica valoarea medie.

Utilizarea terenurilor

Utilizarea terenurilor are un impact semnificativ asupra climei. Irigațiile, defrișările și agricultura schimbă fundamental mediul. De exemplu, echilibrul apei se modifică într-o zonă irigată. Utilizarea terenului poate modifica albedo-ul unei anumite zone, deoarece modifică proprietățile suprafeței subiacente și, prin urmare, cantitatea de radiație solară absorbită. De exemplu, există motive să credem că clima Greciei și a altor țări mediteraneene s-a schimbat din cauza defrișărilor pe scară largă între 700 î.Hr. e. și începutul lui AD e. (lemnul a fost folosit pentru construcții, construcții navale și ca combustibil), devenind mai fierbinți și mai uscati, iar tipurile de arbori care erau folosiți în construcțiile navale nu mai cresc în această zonă.

Potrivit unui studiu din 2007 al Jet Propulsion Laboratory, temperatura medie în California a crescut cu 2 grade Celsius în ultimii 50 de ani, creșterea fiind mult mai mare în orașe. Aceasta este în principal o consecință a schimbărilor antropice ale peisajului.

Creșterea vitelor

Potrivit raportului ONU " Umbră lungă Zootehnie” din 2006, animalele sunt responsabile pentru 18% din emisiile de gaze cu efect de seră din lume. Aceasta include schimbări în utilizarea terenurilor, adică defrișarea pădurilor pentru pășuni. În pădurea tropicală amazoniană, 70% din defrișări sunt destinate pășunilor, care a fost principalul motiv pentru care Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură (FAO) a inclus utilizarea terenurilor sub influența păștoritului într-un raport agricol din 2006. Pe lângă emisiile de CO2, creșterea animalelor reprezintă 65% din oxidul de azot și 37% din emisiile de metan, care sunt de origine antropică.

Interacțiunea factorilor

Influența tuturor factorilor, atât naturali, cât și antropici, asupra climei se exprimă printr-o singură valoare - încălzirea radiativă a atmosferei în W/m2.

Erupțiile vulcanice, glaciațiile, deriva continentală și deplasarea polilor Pământului sunt procese naturale puternice care afectează clima Pământului. Pe o scară de câțiva ani, vulcanii pot juca rol principal. Ca urmare a erupției din 1991 a Muntelui Penatubo din Filipine, atât de multă cenușă a fost aruncată la o înălțime de 35 km încât nivelul mediu al radiației solare a scăzut cu 2,5 W/m2. Cu toate acestea, aceste schimbări nu sunt pe termen lung; particulele se stabilesc relativ repede. La o scară de mileniu, procesul de determinare a climei va fi probabil mișcarea lentă de la o epocă glaciară la alta.

Pe o scară de câteva secole, în 2005 față de 1750, există o combinație de factori multidirecționali, fiecare dintre care este semnificativ mai slab decât rezultatul creșterii concentrației de gaze cu efect de seră în atmosferă, estimată ca o încălzire de 2,4– 3,0 W/m2. Influența umană este mai mică de 1% din balanța totală a radiațiilor, iar creșterea antropică a efectului de seră natural este de aproximativ 2%, de la 33 la 33,7 grade C. Astfel, temperatura medie a aerului la suprafața Pământului a crescut încă din perioada pre- era industrială (din aproximativ 1750) cu 0,7 °C.

Schimbarea climei

Schimbarea climei- fluctuații ale climei Pământului în ansamblu sau ale regiunilor sale individuale în timp, exprimate în abateri semnificative statistic ale parametrilor meteorologici de la valorile pe termen lung pe o perioadă de timp de la zeci de ani la milioane de ani. Sunt luate în considerare modificările atât ale parametrilor meteo medii, cât și ale frecvenței evenimentelor meteorologice extreme. Știința paleoclimatologiei studiază schimbările climatice. Schimbările climatice sunt cauzate de procese dinamice de pe Pământ, de influențe externe precum fluctuațiile intensității radiației solare și, conform unei versiuni, mai recent, de activitatea umană. Recent, termenul „schimbări climatice” este folosit în mod obișnuit (mai ales în contextul politicii de mediu) pentru a se referi la schimbările climatului modern (vezi încălzirea globală).

Problema în teorie și istorie

În urmă cu 8.000 de mii de ani, activitatea agricolă a început într-o zonă îngustă: de la Valea Nilului prin Mesopotamia și Valea Indusului până la teritoriul situat între Yangtze și Fluviul Galben. Acolo oamenii au început să cultive grâu, orz și alte cereale.

Acum 5000 de ani, oamenii au început să cultive în mod activ orezul. Acest lucru, la rândul său, necesită irigarea artificială a terenului. În consecință, peisajele naturale se transformă în mlaștini antropice, care sunt o sursă de metan.

Factorii schimbărilor climatice

Schimbările climatice sunt cauzate de schimbări în atmosfera Pământului, procese care au loc în alte părți ale Pământului, cum ar fi oceanele, ghețarii și efectele asociate activităților umane. Procesele externe care modelează clima sunt schimbările în radiația solară și în orbita Pământului.

modificări ale dimensiunii, reliefului și poziției relative a continentelor și oceanelor,
modificarea luminozității soarelui,
modificări ale parametrilor orbitei și axei Pământului,
modificări ale transparenței atmosferei și al compoziției acesteia ca urmare a modificărilor activității vulcanice a Pământului,
modificarea concentrației de gaze cu efect de seră (CO 2 și CH 4) în atmosferă,
modificarea reflectivității suprafeței Pământului (albedo),
modificarea cantității de căldură disponibilă în adâncurile oceanului.

Schimbările climatice pe Pământ

Vremea este starea zilnică a atmosferei. Vremea este un sistem dinamic haotic neliniar. Clima este starea medie a vremii și este previzibilă. Clima include lucruri precum temperatura medie, precipitațiile, numărul de zile însorite și alte variabile care pot fi măsurate într-o anumită locație. Cu toate acestea, pe Pământ au loc și procese care pot afecta clima. Vremea, starea atmosferei în locul în cauză în anumit moment sau pentru o perioadă limitată de timp (zi, lună, an). Regimul pe termen lung al lui P. se numește climă. P. se caracterizează prin elemente meteorologice: presiunea, temperatura, umiditatea aerului, puterea și direcția vântului, înnorarea (durata insolației), precipitații, intervalul de vizibilitate, prezența ceților, furtunilor de zăpadă, furtunilor și a altor fenomene atmosferice. Pe măsură ce activitatea economică se extinde, în mod corespunzător se extinde și conceptul de comerț.Astfel, odată cu dezvoltarea aviației, a apărut și conceptul de comerț într-o atmosferă liberă; Importanța unui astfel de element de vizibilitate atmosferică a crescut. Caracteristicile lui P. pot include, de asemenea, date despre influxul de radiație solară, turbulența atmosferică și unele caracteristici ale stării electrice a aerului.

Glaciații

Placi tectonice

Pe perioade lungi de timp, mișcările tectonice ale plăcilor mișcă continentele, formează oceane, creează și distrug lanțuri muntoase, adică creează suprafața pe care există clima. Cercetări recente arată că mișcările tectonice au exacerbat condițiile ultimei epoci glaciare: în urmă cu aproximativ 3 milioane de ani, plăcile nord-americane și sud-americane s-au ciocnit, formând Istmul Panama și închizând calea pentru amestecarea directă a oceanelor Atlantic și Pacific.

Radiatie solara

Modificări ale activității solare în ultimele câteva secole

Modificări orbitale

În ceea ce privește impactul lor asupra climei, schimbările în orbita Pământului sunt similare cu fluctuațiile activității solare, deoarece micile abateri ale poziției orbitei duc la o redistribuire a radiației solare pe suprafața Pământului. Astfel de modificări ale poziției orbitale se numesc cicluri Milankovitch, sunt previzibile cu mare precizie deoarece sunt rezultatul interacțiunii fizice a Pământului, satelitul său, Luna și alte planete. Modificările orbitale sunt considerate a fi principalele cauze ale ciclurilor glaciare și interglaciare alternante ale ultimei epoci glaciare. Precesiunea orbitei Pământului are ca rezultat și schimbări mai mici, cum ar fi creșterea și scăderea periodică a zonei deșertului Sahara.

Vulcanismul

O erupție vulcanică puternică poate afecta clima, provocând o vată rece care durează câțiva ani. De exemplu, erupția Muntelui Pinatubo din 1991 a afectat semnificativ clima. Erupțiile gigantice care formează cele mai mari provincii magmatice au loc doar de câteva ori la fiecare sută de milioane de ani, dar influențează clima timp de milioane de ani și provoacă dispariția speciilor. Inițial s-a presupus că cauza răcirii a fost praful vulcanic eliberat în atmosferă, deoarece a împiedicat radiația solară să ajungă la suprafața Pământului. Cu toate acestea, măsurătorile arată că cea mai mare parte a prafului se depune pe suprafața Pământului în decurs de șase luni.

Vulcanii fac, de asemenea, parte din ciclul geochimic al carbonului. De-a lungul multor perioade geologice, dioxidul de carbon a fost eliberat din interiorul Pământului în atmosferă, neutralizând astfel cantitatea de CO 2 îndepărtată din atmosferă și legată de roci sedimentare și alte absorbante geologice de CO 2. Cu toate acestea, această contribuție nu este comparabilă ca mărime cu emisiile antropice de monoxid de carbon, care, conform estimărilor US Geological Survey, este de 130 de ori mai mare decât cantitatea de CO 2 emisă de vulcani.

Impactul antropic asupra schimbărilor climatice

Principalele probleme de astăzi sunt: creșterea concentrației de CO 2 în atmosferă din cauza arderii combustibilului, aerosolii din atmosferă care afectează răcirea acesteia și industria cimentului. Alți factori precum utilizarea terenurilor, epuizarea stratului de ozon, creșterea animalelor și defrișările influențează, de asemenea, clima.

Arderea combustibilului

Interacțiunea factorilor

Influența tuturor factorilor, atât naturali, cât și antropici, asupra climei se exprimă printr-o singură valoare - încălzirea radiativă a atmosferei în W/m2.

Erupțiile vulcanice, glaciațiile, deriva continentală și deplasarea polilor Pământului sunt procese naturale puternice care afectează clima Pământului. Pe o scară de câțiva ani, vulcanii pot juca un rol major. Ca urmare a erupției din 1991 a Muntelui Pinatubo din Filipine, atât de multă cenușă a fost aruncată la o înălțime de 35 km încât nivelul mediu al radiației solare a scăzut cu 2,5 W/m2. Cu toate acestea, aceste schimbări nu sunt pe termen lung; particulele se stabilesc relativ repede. La o scară de mileniu, procesul de determinare a climei va fi probabil mișcarea lentă de la o epocă glaciară la alta.

La scara mai multor secole pentru 2005, comparativ cu 1750, există o combinație de factori multidirecționali, fiecare dintre care este semnificativ mai slab decât rezultatul unei creșteri a concentrației de gaze cu efect de seră în atmosferă, estimată ca o încălzire de 2,4–3,0. W/m2. Influența umană este mai mică de 1% din balanța totală a radiațiilor, iar creșterea antropică a efectului de seră natural este de aproximativ 2%, de la 33 la 33,7 grade C. Astfel, temperatura medie a aerului la suprafața Pământului a crescut încă din perioada pre- era industrială (din aproximativ 1750) cu 0,7 °C(

Stiinta si Tehnologie

Fenomene neobișnuite

Monitorizarea naturii

Secțiuni de autor

Descoperirea poveștii

Lumea extremă

Referință de informații

Informații de la NF OKO

Export RSS

Link-uri utile

Subiecte importante

Schimbări ale climei Pământului perspectiva istorica.

De la formarea Pământului dintr-un nor protoplanetar, au avut loc schimbări puternice în conditii de temperatura suprafața acestuia. După ce bombardamentul Pământului cu bucăți de materie protoplanetară aproape s-a oprit, majoritatea izotopilor radioactivi ai elementelor s-au degradat, disiparea energiei mareelor a scăzut (datorită retragerii Lunii) și a avut loc o diferențiere gravitațională semnificativă a materiei pământului, acestea sursele de căldură au devenit prea slabe, iar principalii factori care influențează temperatura întregii suprafețe a Pământului în ansamblu, doar fluxul de energie solară care intră pe Pământ, precum și condițiile de trecere a acesteia și fluxul re-radiat prin atmosfera, a ramas. Acestea. Principalii factori au rămas doar luminozitatea solară, transmiterea radiației solare de către atmosfera terestră, precum și efectul de seră.

Dacă te uiți la modul în care luminozitatea solară și efectul de seră s-au schimbat de-a lungul întregii istorii a Pământului, se dovedește că luminozitatea solară și efectul de seră s-au schimbat în direcții diferite - luminozitatea solară a crescut treptat, iar efectul de seră a scăzut în general (deși, de asemenea, a avut fluctuații pe perioade mai scurte de timp). Aceste procese multidirecționale, după ce rolul principal în formarea regimului termic al suprafeței Pământului le-a trecut, au făcut posibilă menținerea temperaturilor pe suprafața Pământului într-un coridor relativ îngust în care viața biologică este posibilă.

În momentul inițial al existenței Pământului, acum aproximativ 4,5 miliarde de ani, luminozitatea solară era de aproximativ 1/3 din valoarea sa actuală - acest lucru se datorează faptului că, deși o stea precum Soarele în faza stabilă a existenței sale aproape că nu schimbare, apar unele schimbări lente - hidrogenul din miez se arde treptat, iar acest lucru duce la o creștere treptată a luminozității foarte lentă, dar totuși vizibilă. Efectul de seră asupra etapele inițiale existența Pământului a fost foarte puternică - încălzirea semnificativă a Pământului la acea vreme din cauza căderii resturilor protoplanetare, radioactivitatea ridicată și alte motive indicate la începutul capitolului, au provocat o degazare puternică a interiorului pământului, fluxul de carbon. dioxidul de dioxid și alte gaze cu efect de seră în atmosferă a fost ridicat și nu au existat căi de ieșire eficiente pentru care nu au ieșit încă din atmosferă.

Orez. Modificări ale temperaturii medii globale a suprafeței Pământului, conținutului de dioxid de carbon și oxigen din atmosfera Pământului, de la Arhean până în prezent, în cea mai mare aproximare

Dacă în catarheea cea mai mare parte a suprafeței pământului a fost topită (în special rol semnificativ aici energia cinetică a ciocnirii cu bucăți de materie protoplanetară căzute la suprafață a jucat probabil un rol), apoi în prima jumătate a Arheanului, temperaturile de la suprafață scăzuseră deja la un nivel de aproximativ 150 de grade Celsius și chiar mai scăzute, care, în condițiile unei atmosfere puternice cu presiune ridicată, a permis vaporilor de apă să înceapă să se condenseze. Prezența apei lichide a activat mecanismele mecanismului geochimic, anorganic, pentru îndepărtarea dioxidului de carbon din atmosferă. În acest moment, temperatura a scăzut la aproximativ 70-90 °C și a rămas la acest nivel aproape până la sfârșitul Arheanului. Până la sfârșitul Arheanului, cu aproximativ 2,5 miliarde de ani în urmă, activitatea tectonică a scăzut semnificativ, ceea ce a redus degazarea subsolului. Eliminarea dioxidului de carbon din atmosferă s-a accelerat și ea. Drept urmare, în doar o sută până la un milion și jumătate de ani, principalele rezerve de dioxid de carbon au fost îndepărtate din atmosferă și a început prima glaciație puternică din istoria pământului, cunoscută sub numele de Huronian. A durat mai mult de o sută de milioane de ani, iar temperatura medie de pe suprafața Pământului la nivelul mării în acest timp a fost mai mică de 10 ° C. Ulterior, a existat încă o anumită acumulare de dioxid de carbon în atmosferă, iar temperaturile au crescut, deși nu au atins niciodată valorile arheene. Temperaturile medii ale majorității Proterozoicului au fost de aproximativ 35-40 °C, după cum arată studiile. Cu toate acestea, până la sfârșitul Proterozoicului, un nou factor puternic a început să influențeze procesele de îndepărtare a dioxidului de carbon din atmosferă.

În perioada de acum aproximativ 900-600 de milioane de ani, pe Pământ au avut loc din nou o serie de glaciații severe. Se pare că au fost chemați răspândită până la acel moment, organisme vii capabile de fotosinteză, și în condiții foarte bune pentru îngroparea materiei organice (lipsa oxigenului la adâncimea oceanului) și îndepărtarea dioxidului de carbon din atmosferă pentru o lungă perioadă de timp. Alternarea periodică a unor astfel de glaciații a fost cauzată probabil de îndepărtarea unor volume foarte mari de dioxid de carbon din atmosferă prin biotă, răcire și glaciare și, în final, moartea majorității biomasei, ceea ce a dus la o reducere puternică a eliminării carbonului. dioxidul din atmosferă, acumularea lui în atmosferă din nou și din nou până la încălzire și renașterea vieții.

Dar la începutul Fanerozoicului, acum aproximativ 600 de milioane de ani, în atmosferă se acumulase deja mult oxigen, în plus, apa din adâncurile oceanului era și ea saturată cu oxigen, datorită unei combinații de factori biologici și geochimici. Ca urmare, au început să funcționeze mecanisme care returnează efectiv o parte din carbonul îngropat din materia organică înapoi în atmosferă sub formă de dioxid de carbon. Acestea. Procesele de oxidare a materiei organice îngropate au început, de asemenea, să funcționeze eficient. Datorită acestui fapt, fluctuațiile puternice ale conținutului de dioxid de carbon din atmosferă și, în consecință, efectul de seră, au scăzut, iar sistemul climatic a devenit mai stabil.

Orez. a) Modificări ale conținutului de dioxid de carbon din atmosferă (în cantități care sunt multiple ale concentrațiilor moderne), temperatura medie globală, temperatura medie a latitudinilor tropicale, precum și magnitudinea glaciației de la începutul Fanerozoicului (aproximativ 600 milioane cu ani în urmă) până în prezent (Crowley, T.J. și Berner, R.A., 2001, CO2 and climate change, Science 292: 870-872); b) date netezite privind schimbările de temperatură din epoca precambriană până în prezent, indicând un culoar de temperatură specific.

Deci, începând din Fanerozoic, modificările temperaturii medii globale au devenit în general relativ mici, până la 10-15 grade. Practic, aceasta a fost o epocă mai caldă în comparație cu vremurile moderne, deși în acest timp au avut loc trei glaciații, care, însă, nu au atins amploarea glaciațiilor proterozoice. Acestea sunt glaciații de la limita Ordovicianului superior-Silurian inferior (acum 460-420 milioane de ani), glaciației slabe a Devonianului superior (acum 370-355 milioane de ani) și cea mai puternică dintre ele, Permian-Carbonifer (350 de milioane de ani). -230 milioane de ani în urmă).), care a început în perioada Carboniferului. Ele sunt asociate cu o creștere a eliminării dioxidului de carbon din atmosferă, cu o creștere a fluxului de îngropare a carbonului în aceste perioade (ceea ce se reflectă chiar și în denumirea perioadei carbonifere). În plus, este posibil ca fluctuațiile climatice cu perioade aproximative de 150-250 de milioane de ani (care este cât durează între marile glaciații de lungă durată) să fie influențate de acumularea carbonului îngropat în epocile anterioare. Datorită mișcării scoarței oceanice și fenomenului de scufundare constantă și alunecare a unor plăci sub altele (subducție), are loc o modulare a eliberării de dioxid de carbon și metan în atmosferă de către vulcani, rezervele de carbon acumulate pe fundul oceanului. în epocile anterioare.

După perioada lungă, aproape constant caldă, mezozoică, temperaturile au început să scadă din nou treptat. Conținutul de dioxid de carbon din atmosferă a scăzut și el - la începutul Cenozoicului era de aproximativ cinci ori mai mare decât în era moderna.

Orez. Schimbarea temperaturii medii globale în timpul erei cenozoice, în ultimii 65 de milioane de ani.

Când descriem schimbările climatice în epoci relativ reci, este necesar să evidențiem o circumstanță deosebit de importantă. După ce scăderea generală a temperaturii a atins o asemenea magnitudine încât în regiunea polilor temperatura a scăzut destul de aproape de 0 ° C, până la punctul de îngheț al apei, clima Pământului a început să fie foarte puternic influențată de mulți factori care au fost greu de observat în epocile calde. Acest lucru se întâmplă pentru că atunci chiar și o mică influență este suficientă pentru ca calotele glaciare să înceapă să se formeze în regiunile polare și, prin urmare, să apară un feedback vizibil între o răcire inițială mică și o creștere a albedo, ceea ce duce la o răcire ulterioară și mai mare. Așadar, în a doua jumătate a Eocenului, datorită faptului că Australia, anterior strâns presată de Antarctica, s-a desprins de aceasta din urmă și a început să se deplaseze în derivă către ecuator, în jurul Antarcticii a început să se formeze un curent circumpolar latitudinal, care a devenit un obstacol. la afluxul de ape calde care veneau de la ecuator în Antarctica, iar aceasta a servit drept imbold pentru începutul formării calotei de gheață antarctice. Mai târziu, deja în Miocen, după ce America de Sud s-a îndepărtat de Antarctica, acest curent latitudinal s-a închis, s-a format complet și a blocat complet accesul căldurii transportate de ocean în Antarctica. Drept urmare, în timp ce efectul de seră a continuat să scadă, în Antarctica s-a format o astfel de calotă de gheață puternică.

S-a remarcat și influența construcției montane asupra climei, care a afectat deja circulația atmosferică și transferul de căldură de către atmosferă de la ecuator la poli. Acest lucru se aplică în primul rând construcției montane din Eurasia, în care în timpul Cenozoicului s-a format o centură montană semnificativă, de la Pirinei până la Himalaya, ceea ce a dus la o deteriorare a transferului de căldură și umiditate de către atmosferă către Polul Nord.

În plus, ciclurile Milankovitch - modificări periodice ale parametrilor orbitei pământului, cu perioade de 23, 41 și 100 de mii de ani, au început să influențeze puternic clima. Aceste cicluri determină modificări ale cantității de energie solară primită de diferite zone latitudinale ale Pământului în anotimpurile individuale. Dacă în epocile calde influența lor nu a depășit 1 grad, atunci în epocile reci, după formarea cel puțin a unei mici acoperiri de gheață, influența lor asupra temperaturii medii planetare a început să crească și în cele din urmă a crescut de mai multe ori.

Acest lucru s-a întâmplat în primul rând pentru că au apărut feedback-uri puternice între schimbările de temperatură, zona de glaciare (și, prin urmare, valoarea albedo) și conținutul de vapori de apă din atmosferă deasupra glaciației (care este principalul gaz cu efect de seră și care îngheață peste stratul de gheață). , și totuși efectul de seră modern este de la vaporii de apă care depășesc până la 20 de grade!).

Apropo, prezența unor astfel de feedback-uri și influența puternică a stratului de gheață asupra climei locale duce la faptul că schimbările de temperatură la latitudini înalte (dacă există glaciare acolo) depășesc cu mult schimbările de temperatură la latitudinile ecuatoriale calde (este clar că in acelasi timp cel diferenta totala temperaturile dintre ecuator și pol). De exemplu, în timpul tranziției între o epocă glaciară și o epocă interglaciară relativă (cum ar fi cea actuală), temperatura medie a zonelor calde în care nu a existat acoperire de gheață s-a modificat cu doar 1-2 grade Celsius, iar schimbările în regiunile polare au fost aproximativ 10 grade sau mai mult (fluctuațiile în emisfera nordică au fost mai mari decât în emisfera sudică, datorită faptului că au existat încă schimbări puternice în circulația oceanică – în primul rând în Curentul Golfului). Și cu o tranziție globală de la o stare cu o absență aproape completă a gheții la o stare a erei glaciare (cum ar fi epocile glaciare Perioada cuaternară) schimbările de temperatură în regiunile polare au fost și mai semnificative, ridicându-se deja la câteva zeci de grade.

Orez. În epocile calde, precum Mezozoic, gradientul de temperatură dintre ecuator și pol era de aproximativ 15-20 de grade. În epocile reci, precum cea modernă, când a avut loc glaciația (mai întâi în regiunile circumpolare, extinzându-se spre latitudini joase în timp), temperatura din regiunile circumpolare a scăzut semnificativ mai mult decât la ecuator, cu câteva zeci de grade, în timp ce la ecuator schimbările au fost doar de câteva grade. Gradientul de temperatură dintre ecuator și poli a crescut la 40-60 de grade.

După cum se poate observa din figura de mai jos, în ultimii 5 milioane de ani, cu o scădere treptată a temperaturii, influența ciclurilor Milankoviene a crescut foarte mult (în această cifră, ciclurile de 100 de mii de ani și cele de 41 de mii de ani). ciclurile suprapuse acestora sunt clar vizibile), datorită cărora, cu o scădere generală a temperaturii, amplitudinea fluctuațiilor sale a crescut .

Orez. Schimbările de temperatură în ultimii 5 milioane de ani conform analizei izotopice a carbonaților organici. Fluctuațiile de temperatură sunt date în echivalent cu fluctuațiile de temperatură din regiunile polare (adică vizibil mai accentuate decât media planetară)

Temperaturile (în primul rând la latitudini înalte) și conținutul de dioxid de carbon și metan din atmosferă din ultimele câteva sute de mii de ani sunt cel mai precis cunoscute. Acest lucru se datorează faptului că este posibil să se măsoare direct conținutul acestor gaze în probe de gheață prelevate din calotele de gheață antarctice și arctice; în plus, măsurarea temperaturii folosind metoda izotopului, datorită accesului la gheata antica, vă permite să verificați și să confirmați datele analizei izotopilor obținute din sedimentele carbonatice.

Orez. Schimbările de temperatură și conținutul unor gaze cu efect de seră în ultimii 160 de mii de ani conform datelor de bază de gheață.

Figura de mai sus arată schimbarea temperaturii și a dioxidului de carbon în ultimii 160 de mii de ani. În același timp, schimbările de temperatură reflectă bine ciclurile Milankovie (ciclurile de 20 de mii de ani sunt chiar vizibile). Modificarea aproape sincronă a conținutului de dioxid de carbon și a temperaturii este, de asemenea, clar vizibilă. În același timp, se observă că în timpul trecerii de la o epocă rece la una mai caldă, temperatura și conținutul de dioxid de carbon din atmosferă se modifică sincron, iar în timpul tranziției inverse, modificarea concentrației de dioxid de carbon este ușor întârziată în comparație cu modificarea temperaturii.

Aparent, în epocile relativ reci, când efectul de seră în sine este deja mic (comparativ cu epocile calde, precum Mezozoic), și există deja pungi de glaciare, clima începe să fie afectată din cauza feedback-urilor de mai sus (asupra glaciației și a apei). vapori). Factorii Milankovitch influențează puternic și acești factori încep să moduleze semnificativ efectul de seră din dioxidul de carbon și metanul. La urma urmei, există și relații inverse între conținutul de dioxid de carbon și metan din atmosferă și temperatură. Datorită influenței acestora din urmă asupra rezervoarelor naturale în care gazele cu efect de seră îndepărtate din atmosferă sunt conservate, de exemplu, apar următoarele conexiuni: atunci când temperatura se schimbă, solubilitatea dioxidului de carbon în apă se modifică, hidrații de metan pot fi distruși sau formați. , rata de eliberare a dioxidului de carbon și a metanului în atmosferă se modifică atunci când distrugerea materiei organice moarte (despre acestea și altele similare părere va fi un capitol separat). Acest lucru poate explica întârzierea scăderii nivelului de dioxid de carbon din atmosferă în comparație cu scăderea temperaturii care se observă în timpul răcirii - la urma urmei, tranziția dioxidului de carbon din atmosferă la oceanul care se răcește (apele reci pot găzdui mai mult dioxid de carbon) necesită un timp destul de lung (acest lucru se datorează și dizolvării rocilor carbonatice, pentru eliberarea ionilor de carbonat și formarea ionilor de bicarbonat - și aceștia sunt milenari timpuri caracteristice). Iar creșterea sincronă a temperaturii și a conținutului de dioxid de carbon din atmosferă în timpul încălzirii se poate datora unei eliberări puternice de dioxid de carbon din mlaștinile topite în timpul retragerii ghețarilor și unei intensificări generale a proceselor de descompunere biologică a materiei organice. Și descompunerea inversă a ionilor de bicarbonat din ocean în dioxid de carbon și ioni de carbonat are loc deja rapid.

În același timp, influența efectului de seră în perioadele reci nu poate fi subestimată - crește semnificativ fluctuațiile de temperatură. De exemplu, evaluarea influenței gazelor cu efect de seră asupra ultimului ciclu climatic asupra schimbărilor de temperatură din Antarctica este de aproximativ 50%, i.e. aproximativ 3 grade din 6 (amplitudinea schimbării glaciar-interglaciare) sunt schimbări de temperatură datorate modificărilor efectului de seră.

Orez. Modificări ale temperaturii medii anuale în ultimii 140 de ani pentru întregul glob și modificări ale temperaturii medii anuale în ultimele mii de ani pentru emisfera nordică. Modificările sunt date în abaterile de la temperatura medie globală pentru perioada 1960-1990.

Orez. Modificarea emisiilor de dioxid de carbon din activitate umanaîn ultimii 140 de ani.

Recent, temperatura de la suprafața planetei a început să crească rapid și puternic. Mai mult, după cum se poate observa din graficele prezentate mai sus, creșterea temperaturii coincide bine cu emisiile de dioxid de carbon din activitatea umană. În același timp, trebuie să fim atenți la încălzirea ușoară în anii 30-40, vizibilă pe grafic. Această încălzire este asociată nu atât cu o creștere a conținutului de dioxid de carbon din atmosferă (încă nu era suficient la acel moment), ci cu o creștere a transparenței atmosferei pentru radiația solară și o scădere a albedo la de data asta. Cert este că din aproximativ anii 20 ai secolului XX s-a stabilit o activitate vulcanică scăzută timp de câteva decenii, ceea ce a dus la o scădere a fluxului de aerosoli care reflectă lumina soarelui, în atmosferă. Cu toate acestea, activitatea vulcanică și-a reluat în curând nivelul, cantitatea de aerosoli din atmosferă a crescut, iar încălzirea ulterioară s-a datorat doar gazelor cu efect de seră.

Viteză schimbarea climeiși unicitatea momentului prezent

După cum se poate observa din materialele prezentate, schimbările temperaturii medii globale pe Pământ au fost în general destul de lente, cu fluctuații de aproximativ 1 grad sau mai mult. Chiar și cele mai dramatice modificări ale ciclurilor Milankovitch au avut loc cu o rată de aproximativ 1-1,5 °C la 10 mii de ani, iar apoi la latitudini relativ mari, cu acoperire de gheață (variația medie pe planetă este de câteva ori mai mică, deoarece în , lângă latitudinile ecuatoriale, temperatura variază foarte puțin). În prezent, modificări ale temperaturii medii globale de aproximativ 1 ° C au avut loc pe o perioadă de aproximativ 100 de ani, iar modificările prezise în modelele IPCC sunt încă de 2-6 grade în următorii 100 de ani.

În același timp, în istoria Pământului s-au produs schimbări climatice abrupte. Adevărat, erau în mare parte destul de locale, nu se răspândeau complet pe întreaga planetă. În istoria Pământului este cunoscută o singură schimbare climatică abruptă cu adevărat globală - acesta este maximul termic al Eocenului. Cu toate acestea, mai întâi ne vom ocupa de schimbările locale.

Un studiu al nucleelor de gheață din Groenlanda din ultimele zeci de mii de ani a dezvăluit fluctuații bruște de temperatură - în mai puțin de un secol, dintr-o stare foarte rece, clima locală din Groenlanda sa încălzit cu mai mult de 10 grade, temperatura a crescut la aproape modern (deși și destul de scăzute).

Orez. Schimbările de temperatură în ultimii 40 de mii de ani în regiunile subpolare ale emisferelor nordice și sudice, conform analizei izotopilor nucleelor de gheață. Fluctuațiile puternice în emisfera nordică și absența lor virtuală în emisfera sudică sunt clar vizibile.

Schimbările bruște de temperatură în timpul epocii Dryas tânăr și în câteva epoci anterioare sunt vizibile nu numai în Groenlanda, ci și în Europa și în multe alte zone ale emisferei nordice. Cu toate acestea, în emisfera sudică, aceste schimbări aproape nu sunt vizibile, iar în Antarctica sunt complet absente (în timpul erei „Tânăr Dryas” din Antarctica, este adevărat că a existat și o mică schimbare, care a început, dar cu 1000 de ani mai devreme și era vizibil mai slab). Astfel de schimbări bruște de temperatură în regiunea Atlanticului de Nord sunt asociate cu schimbări bruște în Curentul Golfului, care transportă apele calde de suprafață din regiunile ecuatoriale către regiunile polare. Schimbări similare abrupte, dar relativ locale, pot avea loc în viitorul foarte apropiat, sub influența unor schimbări climatice globale și mai puțin vizibile.

După cum sa indicat deja mai sus, o schimbare globală destul de drastică este cunoscută în istoria Pământului de astăzi. Acesta este maximul termic al Eocenului de acum 55 de milioane de ani (vezi vârful ascuțit într-una dintre figurile de mai sus, unde este prezentat graficul modificărilor temperaturii medii globale în ultimii 67 de milioane de ani). Acest eveniment a început cu o creștere bruscă și rapidă a temperaturii; în decurs de câteva mii de ani, încălzirea de la suprafața oceanelor s-a ridicat la 8 °C, iar apele adânci s-au încălzit cu 6 °C. Și apoi a fost nevoie de aproximativ 200 de mii de ani pentru a-și restabili starea anterioară.

Orez. Maximul termic al eocenului de acum 55 de milioane de ani a fost caracterizat de o creștere rapidă și semnificativă a temperaturii suprafeței Oceanului Mondial și a apelor adânci. În același timp, a fost observată și o creștere bruscă a conținutului de metan din atmosferă.

Această schimbare bruscă este asociată cu o eliberare mare de metan în atmosferă din rezervele de hidrat de metan descompuse brusc, probabil din cauza debutului activității tectonice în zona uneia dintre marile acumulări de hidrați de metan sau din cauza schimbărilor în ocean. curenti. Chiar în acel moment, condițiile relativ favorabile pentru acumularea hidraților de metan existau deja pe fundul oceanului de aproximativ zece milioane de ani - la urma urmei, temperatura, și în special a apelor adânci, a scăzut considerabil la sfârșitul erei mezozoice. Acest lucru a permis acumularea unei cantități vizibile de hidrați de metan. Sub influența forței externe, au început să se prăbușească intens și apoi, datorită influență puternică emisiile de metan cu efect de seră, emisiile în sine și încălzirea lor au contribuit la distrugerea în continuare a hidraților de metan până la epuizarea rezervelor acestora și la încetarea fluxului de metan în atmosferă din această sursă.

Situație similară ascuțită și chiar mai accentuată decât atunci, încălzirea globală se poate repeta în viitorul apropiat - la urma urmei, încălzirea prezisă de câteva grade, de la emisiile antropice obișnuite de gaze cu efect de seră, poate afecta deja condițiile de apariție a hidraților de metan și poate le perturbă bine stabilitatea. Iar cantitatea de hidrați de metan acum acumulată este de aproximativ de zece ori mai mare decât cea acumulată la momentul maximului termic al eocenului.