O înregistrare a temperaturii Pământului care acoperă o jumătate de miliard de ani

Recordurile globale ale temperaturii datează de mai puțin de două secole. Dar asta nu înseamnă că habar n-avem ce făcea lumea înainte să începem să construim termometre. Există diverse lucruri – inele de copac, rapoarte izotopice și multe altele – care înregistrează temperaturi în trecut. Folosind acești indicatori de temperatură, am reușit să reconstruim mii de ani din clima planetei noastre.

Dar este dificil să te întorci mai departe. Mai puține proxy sunt păstrate timp mai lung, iar mostrele devin mai rare. Până când ne întoarcem peste un milion de ani, este dificil să găsim suficienți proxy de pe tot globul și în aceeași perioadă de timp pentru a reconstrui temperatura globală. Există câteva excepții, cum ar fi maximul termic paleocen-eocen (PETM), o explozie de încălzire bruscă în urmă cu aproximativ 55 de milioane de ani, dar puține evenimente atât de vechi sunt aproape la fel de bine înțelese.

Acum, cercetătorii au folosit o combinație de înregistrări proxy și modele climatice pentru a reconstrui clima Pământului în ultimele jumătate de miliard de ani, oferind o înregistrare globală a temperaturilor care se întinde până în apropierea exploziei cambriene a vieții complexe. Înregistrările arată că, cu o aparentă excepție, dioxidul de carbon și temperaturile globale au fost strâns legate. Ceea ce este oarecum surprinzător, având în vedere celelalte schimbări pe care le-a experimentat Pământul în acest timp.

Clime din trecut

Munca desfășurată aici de o echipă internațională implică o combinație de date proxy și modele climatice. Deși există o serie de proxy de pe teren, aceștia tind să vină cu incertitudini foarte mari. Deci, cercetătorii s-au concentrat pe un singur tip de proxy: raportul dintre izotopii de oxigen găsiți în cochiliile organismelor marine. Există câteva întrebări cu privire la acuratețea acestora, deoarece utilizarea lor necesită ca raportul acestor izotopi din oceane să rămână constant în timp.

Pentru a compensa acest lucru, cercetătorii au folosit două metode de conversie a acestor proxy în temperaturi. O metodă a presupus că raporturile izotopilor de oxigen din apa de mare au rămas constante; a doua metodă a folosit o schimbare lentă și constantă în perioada de timp acoperită.

Modelele climatice oferă o modalitate de a converti aceste proxy, care provin de obicei dintr-o singură locație geografică, la o temperatură globală. Folosind detalii precum configurația continentală și nivelurile de dioxid de carbon, modelele pot estima ce temperaturi globale rezonabile sunt în concordanță cu datele proxy, adică o anumită temperatură într-o anumită locație de pe glob. Cercetătorii au folosit un ansamblu de modele climatice, astfel încât rezultatele să nu fie dependente de vreo implementare specială a fizicii atmosferice.

Rezultatele, pe care cercetătorii le numesc PhanDA, estimează temperaturile globale din ultimii 485 de milioane de ani, mergând înapoi până la sfârșitul Cambrianului, perioada care a văzut diversificarea grupurilor majore ale vieții animale actuale.

Deci, cum arată PhanDA? O caracteristică cheie este că se suprapune cu Cenozoic, care a început odată cu extincția în masă care a pus capăt tuturor liniilor de dinozauri non-aviari. Avem o istorie mai bună a climatelor cenozoice, așa că acestea oferă un test important pentru a stabili dacă temperaturile lui PhanDA se potrivesc cu cele obținute în mod independent. Consecvența dintre ele este o validare importantă a noii lucrări.

În general, cercetătorii au descoperit că temperatura medie globală a variat probabil de la o minimă de aproximativ 11 ° C, observată în ultimele perioade glaciare, până la o maximă de 36 ° C, observată acum aproximativ 90 de milioane de ani, deși au fost observate extreme similare. în timpul PETM. Alte evenimente climatice majore, cum ar fi încălzirea produsă în urma erupțiilor care au format Capcanele Siberiene, au apărut în înregistrare. Există ambele perioade lungi de tendințe de încălzire (cum ar fi una care a acoperit cea mai mare parte a Mezozoicului) alternând cu răcirea (care a dominat actualul Cenozoic). Cercetătorii sugerează că acestea sunt determinate de asamblarea și destrămarea supercontinentelor.

Mai mult din această perioadă a fost petrecută în climă caldă cu efect de seră (41 la sută din perioadă) decât în ​​climă cu gheață (31 la sută). Cercetătorii au descoperit că cea mai mare parte a diferențelor dintre aceste climate apar în regiunile polare. Schimbările apar la tropice, dar sunt considerabil mai mici ca magnitudine. Deci, în timpul unei perioade cu gheață, diferența dintre regiunile ecuatoriale și latitudinile înalte este de ordinul 30° până la 50° C. În schimb, în ​​perioadele cu seră, diferența ecuator-pol tinde să fie de ordinul a 15° la 25°C.