Nowe badanie ostrzega, że dzisiejsza szybka emisja gazów cieplarnianych i wylesianie mogą wywołać poważne i długotrwałe zmiany klimatyczne, podkreślając pilną potrzebę podjęcia globalnych działań w celu ochrony roślinności i łagodzenia zmiany klimatu. Źródło: SciTechDaily.com
Badając historyczne zmiany klimatyczne, naukowcy odkryli, w jaki sposób reakcja roślinności na drastyczny wzrost temperatury może wydłużyć okres ocieplenia o tysiąclecia.
- Zakłócenie funkcjonowania roślinności na skutek ocieplenia może prowadzić do awarii mechanizmów regulacji klimatu na miliony lat.
- Zmiany wegetacyjne mogą zmienić równowagę klimatyczną planety.
- Historia geologiczna i klimatyczna zapewnia wgląd w dzisiejsze skutki globalnego ocieplenia.
Naukowcy często szukają odpowiedzi na najpilniejsze wyzwania ludzkości w przyrodzie. Jeśli chodzi o globalne ocieplenie, historia geologiczna oferuje wyjątkową, długoterminową perspektywę. Historia geologiczna Ziemi jest pełna okresów katastrofalnych erupcji wulkanów, które uwolniły ogromne ilości węgla do atmosfery i oceanów. Zwiększony poziom węgla spowodował szybkie ocieplenie klimatu, które doprowadziło do masowego wymierania gatunków na lądzie i w ekosystemach morskich. Te okresy wulkanizmu mogły również na miliony lat zakłócić systemy regulacji klimatu i węgla.
Modelowanie przeszłych wydarzeń klimatycznych
Naukowcy zajmujący się Ziemią i środowiskiem w ETH Zurich kierowali międzynarodowym zespołem badaczy z Uniwersytetu w Arizonie, Uniwersytetu w Leeds, CNRS w Tuluzie i Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Badań nad Śniegiem Leśnym i Krajobrazem (WSL) w badaniu dotyczącym reakcji roślinności i jej ewolucji w reakcja na główne zmiany klimatyczne i wpływ takich zmian na naturalny ziemski system regulacji klimatu i węgla.
Opierając się na analizach geochemicznych izotopów w osadach, zespół badawczy porównał dane ze specjalnie zaprojektowanym modelem, który obejmował reprezentację roślinności i jej roli w regulacji geologicznego systemu klimatycznego. Wykorzystali ten model do sprawdzenia, jak system ziemski reaguje na intensywne uwalnianie węgla w wyniku aktywności wulkanicznej w różnych scenariuszach. Badali trzy znaczące zmiany klimatyczne w historii geologicznej, w tym zdarzenie związane z pułapkami syberyjskimi, które spowodowało permskąTrias masowe wymieranie około 252 milionów lat temu. Profesor ETH Zurich, Taras Gerya, zauważa: „Wydarzenie Siberian Traps uwolniło około 40 000 gigaton (Gt) węgla w ciągu 200 000 lat. Wynikający z tego wzrost średnich globalnych temperatur o 5–10°C spowodował najpoważniejsze wymieranie na Ziemi w zapisie geologicznym”.
Długoterminowe skutki zmian klimatycznych
„Odbudowa roślinności po uderzeniu pułapek syberyjskich zajęła kilka milionów lat i w tym czasie ziemski system regulacji klimatu i węgla byłby słaby i nieefektywny, co skutkowałoby długotrwałym ociepleniem klimatu” – wyjaśnia główny autor, Julian Rogger z ETH Zurich.
Naukowcy odkryli, że dotkliwość takich zdarzeń zależy od tego, jak szybko wyemitowany węgiel może zostać zawrócony do wnętrza Ziemi – sekwestrowany w wyniku wietrzenia minerałów krzemianowych lub produkcji węgla organicznego, usuwając go z atmosfery ziemskiej. Odkryli również, że czas potrzebny klimatowi do osiągnięcia nowego stanu równowagi zależy od tego, jak szybko roślinność przystosowała się do rosnących temperatur. Niektóre gatunek dostosowywane poprzez ewolucję, a inne poprzez migrację geograficzną do chłodniejszych regionów. Jednak niektóre zdarzenia geologiczne były tak katastrofalne, że gatunki roślin po prostu nie miały wystarczająco dużo czasu na migrację lub przystosowanie się do ciągłego wzrostu temperatury. Konsekwencje tego odcisnęły piętno geochemiczne na ewolucji klimatu na tysiące, a być może miliony lat.
Znaczenie dla współczesnych wyzwań klimatycznych
Co to oznacza dla zmian klimatycznych wywołanych działalnością człowieka? Badanie wykazało, że zakłócenia wegetacji wydłużyły czas trwania i nasilenie ocieplenia klimatu w przeszłości geologicznej. W niektórych przypadkach osiągnięcie nowej stabilnej równowagi klimatycznej mogło zająć miliony lat ze względu na zmniejszoną zdolność roślinności do regulowania obiegu węgla w Ziemi.
„Dziś znajdujemy się w poważnym globalnym kryzysie bioklimatycznym” – komentuje Loïc Pellissier, profesor ekosystemów i ewolucji krajobrazu w ETH Zurich i WSL. „Nasze badanie pokazuje, jaką rolę odgrywa funkcjonowanie roślinności w regeneracji po nagłych zmianach klimatycznych. Obecnie uwalniamy gazy cieplarniane w szybszym tempie niż jakiekolwiek poprzednie wydarzenie wulkaniczne. Jesteśmy także główną przyczyną globalnego wylesiania, co znacznie ogranicza zdolność naturalnych ekosystemów do regulowania klimatu. Moim zdaniem to badanie stanowi „sygnał alarmowy” dla społeczności globalnej”.
Profesor Ben Mills, profesor ewolucji systemów ziemskich w Szkole Ziemi i Środowiska Uniwersytetu w Leeds, powiedział: „Nasza praca potwierdza, że Ziemia może reagować na zmiany klimatyczne w sposób bardzo niebezpieczny dla życia zwierząt. Starożytne okresy zmian klimatycznych trwały znacznie dłużej po zaprzestaniu emisji gazów cieplarnianych i możliwe jest, że klimat może trwale przejść w stan cieplejszy.
„Wydarzenia opisane w naszym badaniu miały miejsce miliony lat temu i rozgrywały się na przestrzeni setek tysięcy lat. Ale stanowią one przestrogę na dzień dzisiejszy. Spowodowane temperaturą załamanie się światowych lasów tropikalnych zdarzało się już wcześniej i może się powtórzyć”.
Odniesienie: „Wrażliwość klimatu biogeograficznego kontroluje reakcję systemu Ziemi na odgazowanie węgla w dużych prowincjach magmowych” 8 sierpnia 2024 r., Nauka.
DOI: 10.1126/science.adn3450
