Mokslo ir technologijų pasaulis

Prieš 66 mln. metų, kai į Žemę trenkėsi milžiniškas asteroidas, savo jėga prilygstantis maždaug vienam milijardui atominių bombų, dangų uždengė pelenų, dulkių ir išgaravusių uolienų šydas, o vėliau viskas lėtai lietumi nusileido ant žemės.

Augalams ir gyvūnams masiškai žūstant, mažytės povandeninės amebos, vadinamos kiautuotomis amebomis, dauginosi ir toliau; kaip ir prieš šimtus milijonų metų iš kalcio ir kitų giliai jūroje buvusių mineralų auginosi kiautus. Kai kiekviena iš tokių amebų neišvengiamai žūdavo ir virsdavo jūros dugno nuosėdinių uolienų dalimi, savo fosilijomis tapusiuose kiautuose išsaugodavo mažytę dalelę Žemės istorijos.

Ištisus dešimtmečius mokslininkai analizuoja šiuos kiautus ir atranda vis naujų duomenų apie Žemės vandenyno temperatūrą, anglies dvideginio žalą ir oru bei vandeniu plintančių mineralų sudėtį.

Neseniai žurnale „Science“ buvo paskelbtos naujo tyrimo išvados. Šio tyrimo metu mokslininkai analizavo tūkstančių kiautuotųjų amebų mėginių cheminius elementus, bandydami sudaryti detaliausią istorijoje klimatinį Žemės vaizdą. Ir jis parodė, kokioje sudėtingoje situacijoje šiuo metu esame atsidūrę.

Naujajame moksliniame darbe, kuris yra paremtas ne vieną dešimtmetį vykdytų giliavandenių gręžimų rezultatais, pateikiama detalių duomenų apie Žemės klimatinį svyravimą per visą kainozojaus erą – 66 mln. metų laikotarpį, kuris prasidėjo nuo dinozaurų išnykimo ir trunka iki dabartinės epochos, kuomet fiksuojami žmogaus sukelti klimato pokyčiai.

Tyrimo rezultatai rodo, kad Žemė perėjo per keturias skirtingas klimatines būkles – šiltą, karštą, vėsią ir ledinę – viskas dėl planetos orbitos, šiltnamio efektą sukeliančių dujų lygio ir planetos ašigaliuose esančio ledo sluoksnio pokyčių.

Mokslininkai sako, kad dabartinis antropogeninio pasaulinio šilimo tempas yra gerokai spartesnis už natūralius klimato svyravimus, stebėtus kuriame nors kainozojaus eros taške, ir potencialiai gali išstumti mūsų planetą iš ilgą laiką besitęsiančios ledinės stadijos į karštąją.

„Dabar, kai mums pavyko užfiksuoti natūralius klimato svyravimus, matome, kad prognozuojamas antropogeninis šilimas bus gerokai didesnis“, – sakė viena iš tyrimo autorių, Kalifornijos universiteto Žemės ir planetinių mokslų profesorius Jamesas Zachosas.

„Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos prognozės 2300-iesiems metams yra „nieko naujo“ scenarijus, dėl kurio potencialiai galime sulaukti tokios pasaulinės temperatūros, kurios nebūta 50 mln. metų“, – sakė jis.

Tiesiai į peklą

Tam, kad nubraižytų naują eros trukmės klimato žemėlapį, minėto tyrimo autoriai ištyrinėjo kiautuotųjų amebų fosilijas, per pastaruosius kelis dešimtmečius paimtas giliavandenių gręžimų metu.

Šios amebos yra mikroskopinio dydžio planktonas, kurio seniausi protėviai gyveno vandenyne maždaug prieš vieną milijardą metų. Kuo giliau į jūros dugną gręžė mokslininkai, tuo senesnių kiautuotųjų amebų pavyzdžių atrado.

Anglies ir dvideginio izotopų santykiai šių amebų kiautuose suteikia itin svarbios klimatinės informacijos. Pavyzdžiui, deguonies-18 ir deguonies-16 izotopų santykis gali atskleisti, koks šiltas buvo aplinkinis vanduo tuo metu, kai formavosi amebos kiautas. Kuo didesnis santykis, tuo šaltesnis vanduo buvo.

Anglies-13 ir anglies-12 santykis rodo, kiek tuomet būta organinės anglies mikrobams maitintis. Didesnis santykis siejamas su didesniu šiltnamio efektą sukeliančių dujų (tokių kaip anglies dvideginis) kiekiu atmosferoje.

Kadangi šios mokslininkų komandos atliktas darbas apima tokį neįtikėtinai ilgą laikotarpį, mokslininkams teko atsižvelgti ir į astronominį poveikį Žemės klimatui, t.y., kaip lėtai besikeičianti Žemės orbita ir pasvyrimas link Saulės daro įtaką tam, kiek Saulės spinduliai skirtingu metu pasiekia skirtingas planetos dalis (vadinamieji Milankovičiaus ciklai).

Kai mokslininkų komanda apjungė orbitalinius duomenis su savo izotopiniais klimatiniais duomenimis, pamatė, kad orbitaliniai svyravimai turėjo įtakos aiškiems, tačiau nedidelio masto pasaulinio klimato pokyčiams. Svarbiausia tai, kad kiekvienas didelis klimatinių būklių šuolis siejamas su didžiuliu šiltnamio efektą sukeliančių dujų pasikeitimu, savo mokslininkai.

Pavyzdžiui, praėjus maždaug 10 mln. metų po dinozaurų išnykimo, Žemė peršoko iš šiltosios į karštąją būklę. Šis įvykis yra žinomas kaip paleoceno-eoceno terminis maksimumas. Jo metu temperatūra dabartinį lygį viršijo iki 16 laipsnių, sakė J. Zachosas. Tai paskatino didžiulis anglies kiekio išmetimas į atmosferą. Manoma, kad tai įvyko dėl milžiniškų ugnikalnių išsiveržimų Atlanto vandenyno šiaurinėje dalyje.

Tuo metu, kai per kitus 20 mln. metų anglies dvideginis nyko iš atmosferos, Antarktidoje ėmė formuotis ledo sluoksnis, ir planeta įžengė į vėsiąją stadiją, o vidutinė paviršiaus temperatūra dabartinį lygį viršijo maždaug 4 laipsniais Celsijaus.

Po maždaug trijų milijonų metų Žemė įžengė į ledinę stadiją, kurią paskatino ledo sluoksnių šiauriniame pusrutulyje didėjimas ir mažėjimas. Dabar žmonių paskatintas šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas skatina temperatūrą kilti iki lygio, nematyto kelias dešimtis milijonų metų.

Ir šis didėjimas viršija natūralų svyravimą, kurį sukelia besikeičianti Žemės orbita, konstatuoja mokslininkai. Jeigu dabar išmetamas šiltnamio efektą sukeliančių dujų lygis išliks toks, Žemės klimatas gali greitai peršokti į lygį, kuris nefiksuotas nuo paleoceno-eoceno terminio maksimumo laikų. Ir toks perėjimas nuo ledinės iki karštosios būklės netruks milijonus metų. Anot J. Zachoso, jis įvyks vos per šimtus metų.

„Dabar mes daug tiksliau žinome, kada planetoje buvo šilčiau ar vėsiau, ir geriau suvokiame to priežastis ir skatinančius procesus, – sakė pagrindinis tyrimo autorius, Brėmeno universiteto Jūrų aplinkos mokslų centro direktorius Thomas Westerholdas. – Laikotarpis tarp 66 mln. ir 34 mln. metų, kai Žemėje buvo gerokai šilčiau nei dabar, mums ypatingai domina, nes tai yra praeities paralelė, rodanti, kur gali nuvesti būsimi antropogeniniai pokyčiai.“