Zrobi się gorąco jak nie było na Ziemi od 50 mln lat. Naukowcy wiedzą to, bo właśnie stworzyli i opublikowali w czasopiśmie ”Science” najdokładniejszy w historii przebieg zmian klimatu na Ziemi w kenozoiku - erze, która rozpoczęła się 66 mln lat temu i nadal trwa.

Badając tysiące próbek dna morskiego (pobranych w czasie ostatnich kilku dekad) zawierającego skorupki otwornic opadających na dno przez miliony lat zdołano prześledzić zmiany proporcji izotopów węgla i tlenu.

Stosunek tlenu-18 do tlenu-16 może pokazać w jak ciepłej wodzie żyły otwornice gdy budowały swoje skorupki. Im wyższa proporcja, tym chłodniejsza była woda. Z kolei proporcja węgla-13 do węgla-12 pokazuje zasobność wód w materię organiczną którą otwornice się żywiły. Wyższy stosunek skorelowany jest z większą emisją gazów cieplarnianych do atmosfery.

Westerhold et al., CENOGRID

 

W ostatnich 66 mln lat Ziemia przeszła 4 główne i dające się wyróżnić etapy. Na potrzeby tekstu nazwijmy je kolejno ”szklarnia”, ”sauna”, ”chłodnia” oraz ”zamrażarka”. Naukowcy użyli angielskich słów Warmhouse, Hothouse, Coolhouse oraz Icehouse. Każdy z tych etapów w cyklu zmian klimatu różnił się ze względu na obecność gazów cieplarnianych w atmosferze i zakres pokrywy lodowej na biegunach.

- Teraz, gdy już skutecznie uchwyciliśmy zmienność klimatu Ziemi widzimy, że o ile emisje się nie zmniejszą, to w okolicy roku 2300 czeka nas nieporównanie szybsze ocieplenie niż takie, którego doświadczyliśmy dotąd w kenozoiku – przekonuje w informacji prasowej współautor badania, prof. James Zachos z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz.

Z racji okresu objętego badaniem, poza skorupkami skamieniałego planktonu naukowcy musieli brać też pod uwagę zmiany astronomiczne. Przez tyle milionów lat zmiany kształtu orbity (ekscentryczność) i kąta pod którym Ziemia odchylona jest od jej płaszczyzny (ekliptyka) wpływały na poziom nasłonecznienia różnych rejonów planety (tzw. cykle Milankovicia).

Gdy dane dotyczące periodycznych zmiany parametrów orbity ziemskiej nałożono na informacje o izotopach ze skorupek otwornic dostrzeżono, że zmiany orbity przekładały się na charakterystyczne, choć raczej niewielkie, zmiany w klimacie planety.

To, co okazywało się najsilniej związane ze skokiem z jednego do drugiego etapu, to zmiany w ilości gazów cieplarnianych w atmosferze. 10 mln lat po wyginięciu dinozaurów Ziemia przeszła ze ”szklarni” do ”sauny”.

Tzw. paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne przejawiało się tym, że średnie temperatury na planecie były o 16 st. Celsjusza wyższe od obecnych. Przeskok napędzony został najpewniej przez olbrzymie ilości dwutlenku węgla wypuszczonego do atmosfery podczas serii wybuchów wulkanów na północnym Atlantyku.

Gdy przez kolejne 20 mln lat dwutlenek węgla znikał z atmosfery, pokrywy lodowców zaczęły formować się na biegunach i Ziemia weszła do etapu ”chłodni”. Średnie temperatury globalne zeszły do poziomu o 4 stopnie wyższego niż dziś.

Do obecnego etapu ”zamrażarki” Ziemia przeszła 3 mln lat temu. I pewnie byśmy jeszcze chwilę w niej zostali, ale emisje gazów cieplarnianych będących skutkiem działalności człowieka – a nie okazjonalnych erupcji wulkanów – zaczynają napędzać powrót do ”sauny” i temperatur, jakich planeta nie doświadczała od milionów lat, nawet do wspomnianego wcześniej termicznego maksimum. Problem w tym, że przejście nie zajmie milionów lat, a setki.