Yer iqlimidagi antropogen tebranishlarning 10 ta holati

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Uzoq vaqt davomida Yer iqlimi o'n xil sabablarga ko'ra o'zgarib turadi, jumladan, orbital tebranishlar, tektonik siljishlar, evolyutsion o'zgarishlar va boshqa omillar. Ular sayyorani muzlik davrida yoki tropik issiqda cho'ktirishgan. Ularning zamonaviy antropogen iqlim o'zgarishi bilan qanday aloqasi bor?

Tarixan Yer qor to'pi va issiqxona bo'lishga muvaffaq bo'lgan. Agar inson paydo bo'lishidan oldin iqlim o'zgargan bo'lsa, bugungi kunda kuzatilayotgan keskin isish uchun biz aybdor ekanligimizni qayerdan bilamiz?

Qisman, chunki biz antropogen karbonat angidrid chiqindilari va sanoatdan oldingi davrda global haroratning 1,28 daraja Selsiyga ko'tarilishi (aytmoqchi, davom etmoqda) o'rtasida aniq sababiy bog'liqlikni ko'rsatishimiz mumkin. Karbonat angidrid molekulalari infraqizil nurlanishni o'zlashtiradi, shuning uchun ularning atmosferadagi miqdori ortib borishi bilan ular ko'proq issiqlikni saqlaydi, bu esa sayyora yuzasidan bug'lanadi.

Shu bilan birga, paleoklimatologlar o'tmishda iqlim o'zgarishiga olib kelgan jarayonlarni tushunishda katta muvaffaqiyatlarga erishdilar. Bu erda tabiiy iqlim o'zgarishining o'nta holati mavjud - hozirgi holat bilan solishtirganda.

Quyosh tsikllari

Masshtab:0, 1-0, 3 daraja Selsiyga sovutish

Vaqt:bir necha asrlar bilan ajratilgan 30 dan 160 yilgacha davom etadigan quyosh faolligining davriy pasayishi

Har 11 yilda quyosh magnit maydoni o'zgaradi va u bilan birga yorug'lik va xiralashishning 11 yillik tsikllari keladi. Ammo bu tebranishlar kichik va Yer iqlimiga ozgina ta'sir qiladi.

So'nggi 11 000 yil ichida 25 marta sodir bo'lgan quyosh faolligining o'n yillik qisqarishi "katta quyosh minimallari" juda muhimroqdir. So'nggi misol, Maunder minimal, 1645 va 1715 yillar oralig'ida sodir bo'lgan va quyosh energiyasi hozirgi o'rtacha ko'rsatkichdan 0,04% -0,08% ga tushishiga sabab bo'lgan. Uzoq vaqt davomida olimlar Maunder minimumi 15-asrdan 19-asrgacha davom etgan "Kichik muzlik davri" ni keltirib chiqarishi mumkinligiga ishonishgan. Ammo keyin bu juda qisqa va noto'g'ri vaqtda sodir bo'lganligi ma'lum bo'ldi. Sovuq vulqon faolligi tufayli yuzaga kelgan.

Oxirgi yarim asr davomida Quyosh biroz xiralashgan, Yer esa isinmoqda va global isishni samoviy jism bilan bog‘lashning iloji yo‘q.

Vulkanik oltingugurt

Masshtab:0, 6 - 2 daraja Selsiyga sovutish

Vaqt:1 yoshdan 20 yoshgacha

539 yoki 540-yillarda. e. Salvadorda Ilopango vulqonining shu qadar kuchli otilishi sodir bo'ldiki, uning to'pi stratosferaga yetib bordi. Keyinchalik, sovuq yoz, qurg'oqchilik, ocharchilik va vabo butun dunyo bo'ylab aholi punktlarini vayron qildi.

Ilopango shkalasidagi otilishlar stratosferaga sulfat kislotaning aks ettiruvchi tomchilarini tashlaydi, ular quyosh nurini to'xtatib turadi va iqlimni sovutadi. Natijada, dengiz muzlari hosil bo'ladi, quyosh nurlari kosmosga ko'proq qaytariladi va global sovish kuchayadi va uzayadi.

Ilopango otilishidan keyin 20 yil ichida global harorat 2 darajaga pasaygan. Bizning eramizda 1991 yilda Filippindagi Pinatubo tog'ining otilishi global iqlimni 15 oy davomida 0,6 darajaga sovutdi.

Stratosferadagi vulqon oltingugurt halokatli bo'lishi mumkin, ammo Yer tarixi miqyosida uning ta'siri juda kichik va vaqtinchalik.

Qisqa muddatli iqlim o'zgarishlari

Masshtab:0, 15 darajagacha sovuq

Vaqt: 2 yildan 7 yilgacha

Mavsumiy ob-havo sharoitlaridan tashqari, yomg'ir va haroratga ham ta'sir qiladigan boshqa qisqa muddatli tsikllar mavjud. Ulardan eng muhimi, El-Ninyo yoki janubiy tebranish, Shimoliy Amerikadagi yog'ingarchilikka ta'sir qiluvchi ikki yildan etti yilgacha bo'lgan tropik Tinch okeanida aylanishning davriy o'zgarishidir. Shimoliy Atlantika tebranishlari va Hind okeanining dipollari kuchli mintaqaviy ta'sirga ega. Ikkalasi ham El Nino bilan o'zaro aloqada.

Bu davrlarning oʻzaro bogʻliqligi tabiiy oʻzgaruvchanlikning navbatdagi sakrashi emas, balki antropogen oʻzgarishlarning statistik ahamiyatga ega ekanligini isbotlash imkoniyatiga uzoq vaqtdan beri toʻsqinlik qilib kelgan. Ammo o'shandan beri antropogen iqlim o'zgarishi tabiiy ob-havo o'zgaruvchanligi va mavsumiy haroratdan ancha uzoqlashdi. 2017-yilgi AQSh Milliy iqlim bahosi “kuzatilgan iqlim o‘zgarishini tabiiy tsikllar bilan izohlashi mumkin bo‘lgan kuzatuv ma’lumotlaridan ishonchli dalillar yo‘q” degan xulosaga keldi.

Orbital tebranishlar

Masshtab: oxirgi 100 000 yillik tsiklda taxminan 6 daraja Selsiy; geologik vaqtga qarab o'zgaradi

Vaqt: 23 000, 41 000, 100 000, 405 000 va 2 400 000 yillik muntazam, bir-birining ustiga chiqadigan tsikllar

Quyosh, Oy va boshqa sayyoralar o'zlarining nisbiy pozitsiyalarini o'zgartirganda Yerning orbitasi o'zgarib turadi. Milankovich sikllari deb ataladigan bu tsiklik tebranishlar tufayli quyosh nuri miqdori o'rta kengliklarda 25% ga o'zgarib turadi va iqlim o'zgaradi. Ushbu tsikllar butun tarix davomida harakat qilib, toshlar va qazishmalarda ko'rish mumkin bo'lgan o'zgaruvchan cho'kindi qatlamlarini yaratdi.

Taxminan 11 700 yil oldin tugagan Pleystotsen davrida Milankovich tsikllari sayyorani muzlik davrlaridan biriga olib keldi. Yer orbitasining siljishi shimoliy yozni o'rtachadan issiqroq qilganda, Shimoliy Amerika, Evropa va Osiyodagi ulkan muz qatlamlari erib ketdi; orbita yana o'zgarib, yoz yana sovuqlashganda, bu qalqonlar yana o'sdi. Issiq okean karbonat angidridni kamroq eriganligi sababli, atmosfera tarkibi orbital tebranishlar bilan uyg'unlashib, ularning ta'sirini kuchaytirdi.

Bugungi kunda Yer shimoliy quyosh nurlarining yana bir minimal darajasiga yaqinlashmoqda, shuning uchun antropogen karbonat angidrid emissiyasisiz biz keyingi 1500 yil ichida yangi muzlik davriga kirgan bo'lamiz.

Zaif yosh quyosh

Masshtab: umumiy harorat ta'siri yo'q

Vaqt: doimiy

Qisqa muddatli tebranishlarga qaramay, quyoshning yorqinligi butun million yilda 0,009% ga oshadi va 4,5 milliard yil oldin quyosh tizimi tug'ilgandan beri u 48% ga oshdi.

Olimlarning fikriga ko'ra, yosh quyoshning zaifligidan Yer o'zining butun hayotining birinchi yarmida muzlagan holda qolishi kerak. Shu bilan birga, paradoksal ravishda, geologlar to'lqinlar bilan suvda hosil bo'lgan, yoshi 3,4 milliard yil bo'lgan jinslarni topdilar. Er yuzidagi kutilmagan issiq iqlim omillarning ba'zi bir kombinatsiyasi bilan bog'liq ko'rinadi: erning kamroq eroziyasi, musaffo osmon, kunlarning qisqarishi va Yer kislorodga boy atmosferaga ega bo'lishidan oldin atmosferaning maxsus tarkibi.

Yer mavjudligining ikkinchi yarmidagi qulay sharoitlar, quyoshning yorqinligi oshishiga qaramay, paradoksga olib kelmaydi: Yerning ob-havo termostati qo'shimcha quyosh nurlarining ta'siriga qarshi turadi, Yerni barqarorlashtiradi.

Karbonat angidrid va havo termostati

Masshtab: boshqa o'zgarishlarga qarshi turadi

Vaqt: 100 000 yil yoki undan ko'proq

Er iqlimining asosiy regulyatori uzoq vaqt davomida atmosferadagi karbonat angidrid miqdori bo'lib kelgan, chunki karbonat angidrid issiqlikni to'sib qo'yadigan va uning sayyora yuzasidan ko'tarilishiga to'sqinlik qiladigan doimiy issiqxona gazidir.

Vulkanlar, metamorfik jinslar va eroziyalangan cho'kindilardagi uglerod oksidlanishi osmonga karbonat angidridni chiqaradi va silikat jinslari bilan kimyoviy reaktsiyalar atmosferadan karbonat angidridni olib tashlaydi va ohaktosh hosil qiladi. Bu jarayonlar o'rtasidagi muvozanat termostat kabi ishlaydi, chunki iqlim isinganda, kimyoviy reaktsiyalar karbonat angidridni olib tashlashda samaraliroq bo'lib, isinishni sekinlashtiradi. Iqlim soviganida, reaksiyalarning samaradorligi, aksincha, pasayadi, sovutishni osonlashtiradi. Shunday qilib, uzoq vaqt davomida Yerning iqlimi nisbatan barqaror bo'lib, yashash uchun qulay muhitni ta'minladi. Xususan, Quyoshning yorqinligi ortib borishi natijasida karbonat angidrid gazining o‘rtacha miqdori doimiy ravishda pasayib bormoqda.

Biroq, atmosferadagi karbonat angidridning ko'tarilishiga ob-havo termostatining reaksiyaga kirishishi uchun yuzlab million yillar kerak bo'ladi. Yer okeanlari ortiqcha uglerodni tezroq o'zlashtiradi va olib tashlaydi, lekin bu jarayon hatto ming yillar davom etadi - va okeanning kislotalanishi xavfi bilan to'xtatilishi mumkin. Har yili qazib olinadigan yoqilg'ilarning yonishi vulqon otilishidan taxminan 100 barobar ko'proq karbonat angidridni chiqaradi - okeanlar va ob-havo muvaffaqiyatsiz bo'ladi - shuning uchun iqlim qiziydi va okeanlar kislotalanadi.

Tektonik siljishlar

Masshtab: so'nggi 500 million yil ichida taxminan 30 daraja Selsiy

Vaqt: million yillar

Er qobig'ining quruqlik massalarining harakati ob-havo termostatini asta-sekin yangi holatga o'tkazishi mumkin.

So'nggi 50 million yil davomida sayyora sovib, tektonik plitalarning to'qnashuvi bazalt va vulqon kullari kabi kimyoviy reaktiv jinslarni issiq nam tropiklarga surib, osmondan karbonat angidridni tortadigan reaktsiyalar tezligini oshirdi. Bundan tashqari, so'nggi 20 million yil ichida Himolay, And, Alp va boshqa tog'larning ko'tarilishi bilan eroziya tezligi ikki baravardan ko'proqqa o'sdi, bu esa ob-havoning tezlashishiga olib keldi. Sovutish tendentsiyasini tezlashtirgan yana bir omil 35,7 million yil oldin Janubiy Amerika va Tasmaniyaning Antarktidadan ajralib chiqishi edi. Antarktida atrofida yangi okean oqimi paydo bo'ldi va u karbonat angidridni iste'mol qiladigan suv va planktonning aylanishini kuchaytirdi. Natijada Antarktida muzliklari sezilarli darajada o‘sdi.

Ilgari, yura va bo'r davrlarida dinozavrlar Antarktidada aylanib yurgan, chunki bu tog' tizmalarisiz, ortib borayotgan vulqon faolligi karbonat angidridni millionda taxminan 1000 qism (hozirgi kunda 415 dan yuqori) darajasida ushlab turdi. Muzsiz bu dunyoda o‘rtacha harorat hozirgidan 5-9 daraja yuqori, dengiz sathi esa 75 metr baland edi.

Asteroid sharsharasi (Chikshulub)

Masshtab: avval taxminan 20 daraja tselsiy bo'yicha sovutish, keyin esa 5 daraja issiqlik

Vaqt: asrlar sovishi, 100 000 yil isishi

Asteroidlarning Yerga ta'sir qilish ma'lumotlar bazasida 190 ta krater mavjud. Ularning hech biri Yer iqlimiga sezilarli ta'sir ko'rsatmadi, bundan 66 million yil oldin Meksikaning bir qismini vayron qilgan va dinozavrlarni o'ldirgan Chikshulub asteroidi bundan mustasno. Kompyuter simulyatsiyalari shuni ko'rsatadiki, Chikshulub atmosferaning yuqori qatlamlariga quyosh nurini ushlab turish va Yerni 20 darajadan ko'proq sovutish va okeanlarni kislotalash uchun etarli miqdorda chang va oltingugurt tashlagan. Sayyoraning avvalgi haroratiga qaytishi uchun bir necha asrlar kerak bo'ldi, biroq keyinchalik vayron bo'lgan Meksika ohaktoshidan karbonat angidridning atmosferaga tushishi tufayli u yana 5 daraja qizib ketdi.

Hindistondagi vulqon faolligi iqlim o'zgarishi va ommaviy qirg'inga qanday ta'sir qilgani munozarali bo'lib qolmoqda.

Evolyutsion o'zgarishlar

Masshtab: hodisaga bog'liq bo'lib, kech Ordovik davrida (445 million yil oldin) taxminan 5 daraja sovishi.

Vaqt: million yillar

Ba'zida hayotning yangi turlarining evolyutsiyasi Yer termostatini qayta o'rnatadi. Masalan, taxminan 3 milliard yil oldin paydo bo'lgan fotosintetik siyanobakteriyalar kislorodni ajratish, terraformatsiya qilish jarayonini boshladi. Ular tarqalgach, atmosferadagi kislorod miqdori 2,4 milliard yil oldin ko'paygan, metan va karbonat angidrid miqdori esa keskin pasaygan.200 million yil davomida Yer bir necha marta "qor to'pi" ga aylandi. 717 million yil oldin, mikroblardan kattaroq okean hayotining evolyutsiyasi yana bir qator qor to'plarini keltirib chiqardi - bu holda, organizmlar okean tubiga detritlarni chiqarib, atmosferadan uglerodni olib, uni chuqurlikda yashira boshladilar.

Eng qadimgi quruqlik o'simliklari taxminan 230 million yil o'tgach, Ordovik davrida paydo bo'lganida, ular er biosferasini shakllantira boshladilar, uglerodni qit'alarga ko'mib, quruqlikdan ozuqa moddalarini tortib oldilar - ular okeanlarga yuvilib, u erda hayotni rag'batlantirdilar. Bu o'zgarishlar taxminan 445 million yil avval boshlangan muzlik davriga olib kelgan ko'rinadi. Keyinchalik, devon davrida, daraxtlarning evolyutsiyasi, tog' qurilishi bilan birga, karbonat angidrid miqdori va haroratni yanada pasaytirdi va paleozoy muzlik davri boshlandi.

Yirik magmatik provinsiyalar

Masshtab: 3 dan 9 darajagacha isinish

Vaqt: yuz minglab yillar

Kontinental lava va er osti magma toshqinlari - yirik magmatik provinsiyalar deb ataladigan - bir nechta ommaviy yo'q bo'lib ketishga olib keldi. Ushbu dahshatli voqealar Yerda qotillar arsenalini (shu jumladan kislotali yomg'ir, kislotali tuman, simob bilan zaharlanish va ozon qatlamining emirilishi) paydo bo'ldi, shuningdek, sayyoraning isishiga olib keldi, atmosferaga juda ko'p miqdorda metan va karbonat angidridni chiqardi - ulardan tezroq. termostatni ob-havoga bardosh bera oladi.

Bundan 252 million yil muqaddam dengiz turlarining 81 foizini yo‘q qilgan Perm falokatida yer osti magmasi Sibir ko‘miriga o‘t qo‘ydi, atmosferadagi karbonat angidrid miqdorini millionda 8000 qismga ko‘tardi va haroratni 5-9 daraja Selsiyga qizdirdi. 56 million yil avval kichikroq hodisa bo‘lgan paleotsen-eotsen termal maksimali Shimoliy Atlantikadagi neft konlaridan metan hosil qildi va uni osmonga jo‘natib, sayyorani Selsiy bo‘yicha 5 daraja isitdi va okeanni kislotalilashtirdi. Keyinchalik Arktika qirg'oqlarida palma daraxtlari o'sdi va alligatorlar cho'kib ketdi. Shu kabi qazilma uglerod chiqindilari Triasning oxiri va Yura davrining boshida sodir bo'lgan va global isish, okeanlarning o'lik zonalari va okeanlarning kislotalanishi bilan yakunlangan.

Agar bularning birortasi sizga tanish bo'lib tuyulsa, bu bugungi kunda antropogen faoliyat shunga o'xshash oqibatlarga olib kelishidir.

Aprel oyida Nature Communications jurnalida Trias-Yura davrining yoʻq boʻlib ketishi boʻyicha bir guruh tadqiqotchilar taʼkidlaganidek: “Biz Triasning oxiridagi har bir magma impulsi orqali atmosferaga chiqarilayotgan karbonat angidrid miqdorini antropogen emissiya prognozi bilan solishtirish mumkin. 21-asr."