Przełomowe badanie z wykorzystaniem modelu PhanDA oferuje nowy pogląd na temperaturę Ziemi na przestrzeni ostatnich 485 milionów lat, pokazując dynamiczny zakres klimatów, na które znacząco wpływa poziom CO2.
W analizie zidentyfikowano pięć odrębnych stanów klimatycznych, co sugeruje, że w historii przeważały wyższe temperatury, co podkreśla złożony związek między atmosferycznym CO2 a długoterminową zmiennością klimatu.
Zrozumienie klimatu Ziemi w czasie
Oszacowanie przeszłej temperatury globalnej jest ważne dla zrozumienia historii życia na Ziemi i przewidywania przyszłego klimatu. Teraz nowa rekonstrukcja historii temperatur Ziemi na przestrzeni ostatnich 485 milionów lat – oparta na metodzie łączącej różne fizyczne dane zastępcze z przewidywaniami modelu klimatycznego – ujawnia znacznie szerszy zakres zmienności klimatu w eonie fanerozoiku, niż dotychczas sądzono.
Odkrycia podkreślają atmosferyczny dwutlenek węgla (CO2) jako dominujący czynnik kontrolujący zmienność klimatu w tym okresie, oferując nowy wgląd w wrażliwość klimatu Ziemi w długich skalach czasowych.
Fanerozoiczne spostrzeżenia klimatyczne
Rejestr globalnej średniej temperatury powierzchni (GMST) w całym fanerozoiku – ostatnich 540 milionach lat, podczas których ewoluowały zwierzęta i rośliny – ma kluczowe znaczenie. W ciągu ostatnich 500 milionów lat zmiany klimatyczne w fanerozoiku były ściśle powiązane z ewolucją biologiczną, aktywnością tektoniczną oraz chemią atmosfery i oceanów. Badanie tej ewolucji temperatury pomaga wyjaśnić mechanizmy napędzające długoterminowe zmiany klimatyczne.
Ponadto dane GMST z fanerozoiku dostarczają ważnego kontekstu dla obecnego ocieplenia wywołanego działalnością człowieka. Jednak rekonstrukcje temperatury z tego okresu tradycyjnie opierały się na odmiennych, niekompletnych danych zastępczych lub przewidywaniach z modeli systemów ziemskich, które są trudne do potwierdzenia.
Według Emily Judd i współpracowników obie metody sugerują, że globalne temperatury fanerozoiku były generalnie niższe i mniej zmienne niż wykazały inne badania dotyczące ostatnich okresów geologicznych. Takie rozbieżności budzą wątpliwości co do obecnego spojrzenia na długoterminową historię klimatyczną Ziemi.
Przedstawiamy PhanDA: nowy model temperatury
Judd i współpracownicy przedstawiają PhanDA – najnowocześniejszą rekonstrukcję GMST obejmującą ostatnie 485 milionów lat. PhanDA opiera się na asymilacji danych paleoklimatycznych (DA), technice, która statystycznie łączy zastępcze dane geologiczne dotyczące przeszłych warunków z symulacjami modelu systemu ziemskiego, aby stworzyć pełniejszy zapis temperatur powietrza powierzchniowego w fanerozoiku.
Według Judda i in.rekonstrukcja PhanDA ujawnia, że temperatura Ziemi zmieniała się bardziej dynamicznie niż wcześniej sądzono, wykazując duży zakres GMST, obejmujący 11 stopni Celsjusz (°C) do 36°C.
Implikacje badania PhanDA
Autorzy zidentyfikowali także pięć odrębnych stanów klimatycznych i wykazali, że większa część historii Ziemi przypadła na klimat cieplejszy niż zimniejszy. Co więcej, odkrycia wskazują na silny związek między globalnymi temperaturami a poziomem dwutlenku węgla w atmosferze, co sugeruje, że CO2 była główną przyczyną zmian klimatycznych w tym okresie.
Jednak Judd i in. Należy pamiętać, że charakter tego powiązania jest prawdopodobnie złożony i jego ograniczenie będzie wymagało dalszych badań. Z perspektywy Benjamin Mills bardziej szczegółowo omawia badanie i jego ograniczenia.
Odniesienie: „485-milionowa historia temperatury powierzchni Ziemi” 19 września 2024 r., Nauka.
DOI: 10.1126/science.adk3705
