فهرست مطالب:

10 مورد از نوسانات انسانی در آب و هوای زمین
10 مورد از نوسانات انسانی در آب و هوای زمین

تصویری: 10 مورد از نوسانات انسانی در آب و هوای زمین

تصویری: 10 مورد از نوسانات انسانی در آب و هوای زمین
تصویری: اگر به خاطر سلامتی یا خانواده ام نتوانم روزه بگیرم چه؟ (مسیحیت ارتدکس) 2024, مارس
Anonim

برای مدت طولانی، آب و هوای زمین به ده دلیل مختلف از جمله نوسانات مداری، جابجایی های زمین ساختی، تغییرات تکاملی و عوامل دیگر در نوسان بوده است. آنها سیاره را یا در عصر یخبندان و یا در گرمای استوایی غوطه ور کردند. آنها چگونه با تغییرات آب و هوایی انسانی معاصر ارتباط دارند؟

از لحاظ تاریخی، زمین موفق شده است یک گلوله برفی و یک گلخانه باشد. و اگر قبل از ظهور انسان آب و هوا تغییر کرده است، پس چگونه می دانیم که این ما هستیم که در گرم شدن شدیدی که امروز مشاهده می کنیم مقصریم؟

تا حدی به این دلیل که می‌توانیم یک رابطه علّی واضح بین انتشار دی‌اکسید کربن انسانی و افزایش 1.28 درجه سانتی‌گراد در دمای جهانی (که اتفاقاً ادامه دارد) در دوران پیش از صنعتی شدن ترسیم کنیم. مولکول های دی اکسید کربن تابش مادون قرمز را جذب می کنند، بنابراین با افزایش مقدار آنها در اتمسفر، گرمای بیشتری را حفظ می کنند که از سطح سیاره تبخیر می شود.

در عین حال، دیرینه اقلیم شناسان در درک فرآیندهایی که در گذشته منجر به تغییرات اقلیمی شده است، پیشرفت های زیادی کرده اند. در اینجا ده مورد تغییر آب و هوای طبیعی - در مقایسه با وضعیت فعلی - آورده شده است.

چرخه های خورشیدی

مقیاس: خنک شدن 0، 1-0، 3 درجه سانتیگراد

زمان سنجی: کاهش دوره ای در فعالیت خورشیدی بین 30 تا 160 سال به طول چندین قرن

هر 11 سال، میدان مغناطیسی خورشید تغییر می کند و با آن چرخه های 11 ساله روشن شدن و کم نور شدن به وجود می آید. اما این نوسانات اندک هستند و بر آب و هوای زمین تأثیر ناچیزی دارند.

بسیار مهمتر "حداقل خورشیدی بزرگ" است، دوره های ده ساله کاهش فعالیت خورشیدی که 25 بار در 11000 سال گذشته رخ داده است. یک مثال اخیر، حداقل Maunder، بین سال های 1645 و 1715 رخ داد و باعث شد انرژی خورشیدی 0.04٪ -0.08٪ کمتر از میانگین فعلی کاهش یابد. برای مدت طولانی، دانشمندان معتقد بودند که حداقل Maunder می تواند باعث "عصر یخبندان کوچک" شود، یک ضربه سرد که از قرن 15 تا 19 ادامه داشت. اما از آن زمان مشخص شد که خیلی کوتاه بوده و در زمان اشتباهی اتفاق افتاده است. این سرما به احتمال زیاد ناشی از فعالیت های آتشفشانی بوده است.

در نیم قرن گذشته، خورشید اندکی کم نور شده است و زمین در حال گرم شدن است و نمی توان گرمایش جهانی را با یک جرم آسمانی مرتبط کرد.

گوگرد آتشفشانی

مقیاس: خنک شدن 0، 6 - 2 درجه سانتیگراد

زمان سنجی: از 1 تا 20 سال

در سال 539 یا 540 ق. ه. فوران آتشفشان ایلوپانگو در السالوادور چنان قدرتمند بود که ستون آن به استراتوسفر رسید. متعاقباً، تابستان های سرد، خشکسالی، قحطی و طاعون سکونتگاه های سراسر جهان را ویران کرد.

فوران هایی در مقیاس Ilopango قطرات بازتابنده اسید سولفوریک را به داخل استراتوسفر می اندازند که نور خورشید را کنترل می کند و آب و هوا را خنک می کند. در نتیجه، یخ دریا جمع می‌شود، نور خورشید بیشتری به فضا منعکس می‌شود و سرمایش جهانی تشدید و طولانی‌تر می‌شود.

پس از فوران Ilopango، دمای کره زمین طی 20 سال 2 درجه کاهش یافت. قبلاً در عصر ما، فوران کوه پیناتوبو در فیلیپین در سال 1991، آب و هوای جهانی را 0.6 درجه برای مدت 15 ماه خنک کرد.

گوگرد آتشفشانی در استراتوسفر می تواند ویرانگر باشد، اما در مقیاس تاریخ زمین، تأثیر آن بسیار ناچیز و گذرا است.

نوسانات آب و هوایی کوتاه مدت

مقیاس: تا 0، 15 درجه سانتیگراد

زمان سنجی: از 2 تا 7 سال

علاوه بر شرایط آب و هوایی فصلی، چرخه های کوتاه مدت دیگری نیز وجود دارد که بر میزان بارندگی و دما نیز تأثیر می گذارد.مهمترین آنها، ال نینو یا نوسان جنوبی، یک تغییر دوره ای در گردش خون در اقیانوس آرام استوایی در طی یک دوره دو تا هفت ساله است که بر بارندگی در آمریکای شمالی تأثیر می گذارد. نوسانات اقیانوس اطلس شمالی و دوقطبی اقیانوس هند تأثیر منطقه ای قوی دارند. هر دو با ال نینو تعامل دارند.

ارتباط متقابل این چرخه‌ها مدت‌هاست که مانع از توانایی اثبات اینکه تغییرات انسانی از نظر آماری معنادار است و نه فقط یک جهش دیگر در تنوع طبیعی است. اما از آن زمان، تغییرات آب و هوایی انسانی بسیار فراتر از تغییرات طبیعی آب و هوا و دمای فصلی است. ارزیابی ملی آب و هوای ایالات متحده در سال 2017 به این نتیجه رسید که "هیچ مدرک قطعی از داده های رصدی وجود ندارد که بتواند تغییرات آب و هوایی مشاهده شده را با چرخه های طبیعی توضیح دهد."

ارتعاشات مداری

مقیاس: تقریباً 6 درجه سانتیگراد در سیکل 100000 ساله گذشته. با زمان زمین شناسی متفاوت است

زمان سنجی: چرخه های منظم و همپوشانی 23000، 41000، 100000، 405000 و 2400000 سال

زمانی که خورشید، ماه و سایر سیارات موقعیت نسبی خود را تغییر می دهند، مدار زمین در نوسان است. با توجه به این نوسانات چرخه ای، به اصطلاح چرخه های میلانکوویچ، میزان نور خورشید در عرض های جغرافیایی متوسط 25 درصد در نوسان است و آب و هوا تغییر می کند. این چرخه ها در طول تاریخ عمل کرده اند و لایه های متناوب رسوبی را ایجاد کرده اند که در سنگ ها و حفاری ها دیده می شود.

در دوران پلیستوسن، که حدود 11700 سال پیش به پایان رسید، چرخه های میلانکوویچ سیاره را به یکی از عصرهای یخبندان خود فرستاد. هنگامی که تغییر مدار زمین باعث شد تابستان های شمالی گرمتر از حد متوسط باشد، صفحات یخی عظیم در آمریکای شمالی، اروپا و آسیا ذوب شدند. وقتی مدار دوباره تغییر کرد و تابستان‌ها دوباره سردتر شد، این سپرها دوباره رشد کردند. از آنجایی که اقیانوس گرم دی اکسید کربن کمتری را حل می کند، محتوای اتمسفر افزایش یافته و هماهنگ با نوسانات مداری کاهش می یابد و اثر آنها را تقویت می کند.

امروز، زمین به حداقل دیگری از نور خورشید شمالی نزدیک می شود، بنابراین بدون انتشار دی اکسید کربن انسانی، ما در 1500 سال آینده وارد عصر یخبندان جدیدی خواهیم شد.

خورشید جوان کم نور

مقیاس: بدون اثر دمای کل

زمان سنجی: دائمی

با وجود نوسانات کوتاه مدت، درخشندگی خورشید به طور کلی 0.009٪ در هر میلیون سال افزایش می یابد و از زمان تولد منظومه شمسی در 4.5 میلیارد سال پیش، 48٪ افزایش یافته است.

دانشمندان معتقدند که از ضعف خورشید جوان، باید نتیجه گرفت که زمین در تمام نیمه اول وجود خود یخ زده باقی مانده است. در همان زمان، به طور متناقضی، زمین شناسان سنگ هایی با قدمت 3.4 میلیارد سال را کشف کرده اند که در آب با امواج تشکیل شده اند. به نظر می رسد آب و هوای گرم غیرمنتظره زمین اولیه به دلیل ترکیبی از عوامل باشد: فرسایش کمتر زمین، آسمان صاف تر، روزهای کوتاه تر، و ترکیب خاص جو قبل از اینکه زمین جوی غنی از اکسیژن پیدا کند.

شرایط مساعد در نیمه دوم وجود زمین، با وجود افزایش درخشندگی خورشید، منجر به تناقض نمی شود: ترموستات هوازدگی زمین با اثرات نور اضافی خورشید مقابله می کند و زمین را تثبیت می کند.

دی اکسید کربن و ترموستات هوازدگی

مقیاس: با تغییرات دیگر مقابله می کند

زمان سنجی: 100000 سال یا بیشتر

تنظیم کننده اصلی آب و هوای زمین از دیرباز سطح دی اکسید کربن در جو بوده است، زیرا دی اکسید کربن یک گاز گلخانه ای پایدار است که گرما را مسدود می کند و از بالا آمدن آن از سطح سیاره جلوگیری می کند.

آتشفشان ها، سنگ های دگرگونی و اکسیداسیون کربن در رسوبات فرسایش یافته، همگی دی اکسید کربن را به آسمان منتشر می کنند و واکنش های شیمیایی با سنگ های سیلیکات، دی اکسید کربن را از جو خارج می کند و سنگ آهک را تشکیل می دهد.تعادل بین این فرآیندها مانند یک ترموستات عمل می کند، زیرا زمانی که آب و هوا گرم می شود، واکنش های شیمیایی در حذف دی اکسید کربن موثرتر است و در نتیجه گرم شدن را کاهش می دهد. هنگامی که آب و هوا سرد می شود، برعکس، بازده واکنش ها کاهش می یابد و خنک سازی را تسهیل می کند. در نتیجه، طی یک دوره زمانی طولانی، آب و هوای زمین نسبتاً پایدار باقی ماند و یک محیط قابل سکونت فراهم کرد. به طور خاص، متوسط سطح دی اکسید کربن در نتیجه افزایش روشنایی خورشید به طور پیوسته در حال کاهش است.

با این حال، صدها میلیون سال طول می کشد تا ترموستات هوازدگی به موج دی اکسید کربن در جو واکنش نشان دهد. اقیانوس‌های زمین کربن اضافی را سریع‌تر جذب و حذف می‌کنند، اما حتی این فرآیند هزاران سال طول می‌کشد - و با خطر اسیدی شدن اقیانوس‌ها می‌توان آن را متوقف کرد. هر سال، سوزاندن سوخت های فسیلی حدود 100 برابر بیشتر از فوران آتشفشان ها دی اکسید کربن منتشر می کند - اقیانوس ها و هوازدگی از کار می افتند - بنابراین آب و هوا گرم می شود و اقیانوس ها اسیدی می شوند.

تغییرات تکتونیکی

مقیاس: تقریباً 30 درجه سانتیگراد در طول 500 میلیون سال گذشته

زمان سنجی: میلیون ها سال

حرکت توده های خشکی پوسته زمین می تواند به آرامی ترموستات هوازدگی را به موقعیت جدیدی برساند.

در 50 میلیون سال گذشته، سیاره در حال خنک شدن بوده است، برخورد صفحات تکتونیکی سنگ های واکنش پذیر شیمیایی مانند بازالت و خاکستر آتشفشانی را به مناطق گرمسیری مرطوب می راند و سرعت واکنش هایی را افزایش می دهد که دی اکسید کربن را از آسمان جذب می کنند. علاوه بر این، در طول 20 میلیون سال گذشته، با افزایش هیمالیا، آند، آلپ و سایر کوه‌ها، میزان فرسایش بیش از دو برابر شده است که منجر به تسریع هوازدگی می‌شود. عامل دیگری که روند سرمایش را تسریع کرد، جدا شدن آمریکای جنوبی و تاسمانی از قطب جنوب در 35.7 میلیون سال پیش بود. جریان اقیانوسی جدیدی در اطراف قطب جنوب شکل گرفته است و گردش آب و پلانکتون را تشدید کرده است که دی اکسید کربن را مصرف می کند. در نتیجه، صفحات یخی قطب جنوب به طور قابل توجهی رشد کرده اند.

پیش از این، در دوره‌های ژوراسیک و کرتاسه، دایناسورها در قطب جنوب پرسه می‌زدند، زیرا بدون این رشته‌کوه‌ها، افزایش فعالیت‌های آتشفشانی دی اکسید کربن را در سطحی حدود 1000 قسمت در میلیون نگه می‌داشت (از 415 عدد امروزی). متوسط دما در این دنیای بدون یخ 5-9 درجه سانتیگراد بیشتر از الان بود و سطح دریا 75 متر بالاتر بود.

آبشار سیارک (Chikshulub)

مقیاس: ابتدا حدود 20 درجه سانتیگراد خنک شود و سپس 5 درجه سانتیگراد گرم شود

زمان سنجی: قرن ها خنک شدن، 100000 سال گرم شدن

پایگاه داده برخورد سیارک ها به زمین شامل 190 دهانه است. هیچ یک از آنها تأثیر قابل توجهی بر آب و هوای زمین نداشتند، به استثنای سیارک چیکشولوب، که 66 میلیون سال پیش بخشی از مکزیک را ویران کرد و دایناسورها را کشت. شبیه سازی های کامپیوتری نشان می دهد که چیکشولوب به اندازه کافی غبار و گوگرد را به اتمسفر فوقانی پرتاب کرده است تا نور خورشید را تحت الشعاع قرار دهد و زمین را تا بیش از 20 درجه سانتیگراد خنک کند و اقیانوس ها را اسیدی کند. این سیاره قرن ها طول کشید تا به دمای قبلی خود بازگردد، اما سپس به دلیل ورود دی اکسید کربن از سنگ آهک تخریب شده مکزیکی به جو، 5 درجه دیگر گرم شد.

اینکه چگونه فعالیت های آتشفشانی در هند بر تغییرات آب و هوا و انقراض دسته جمعی تأثیر می گذارد بحث برانگیز است.

تغییرات تکاملی

مقیاس: وابسته به رویداد، سرد شدن حدود 5 درجه سانتیگراد در اواخر دوره اردوویسین (445 میلیون سال پیش)

زمان سنجی: میلیون ها سال

گاهی اوقات تکامل گونه های جدید حیات، ترموستات زمین را تنظیم مجدد می کند. به عنوان مثال، سیانوباکتری های فتوسنتزی که حدود 3 میلیارد سال پیش به وجود آمدند، فرآیند شکل گیری زمین را آغاز کردند و اکسیژن آزاد کردند. با گسترش آنها، محتوای اکسیژن در جو 2.4 میلیارد سال پیش در حال افزایش بود، در حالی که سطح متان و دی اکسید کربن به شدت کاهش یافت.در طول 200 میلیون سال، زمین چندین بار به یک "گلوله برفی" تبدیل شده است. 717 میلیون سال پیش، تکامل حیات اقیانوسی، بزرگ‌تر از میکروب‌ها، باعث ایجاد یک سری گلوله‌های برفی دیگر شد - در این مورد، وقتی موجودات زنده شروع به آزاد کردن ریزه‌ها در اعماق اقیانوس کردند، کربن را از جو گرفته و آن را در اعماق پنهان کردند.

هنگامی که اولین گیاهان خشکی حدود 230 میلیون سال بعد در دوره اردویسین ظاهر شدند، آنها شروع به تشکیل بیوسفر زمین کردند، کربن را در قاره ها دفن کردند و مواد مغذی را از خشکی استخراج کردند - آنها به اقیانوس ها شسته شدند و همچنین حیات را در آنجا تحریک کردند. به نظر می رسد این تغییرات به عصر یخبندان منجر شده است که حدود 445 میلیون سال پیش آغاز شد. بعدها، در دوره دونین، تکامل درختان، همراه با ساختمان کوهستانی، باعث کاهش بیشتر سطح دی اکسید کربن و دما شد و عصر یخبندان پالئوزوئیک آغاز شد.

استان های آذرین بزرگ

مقیاس: گرمایش از 3 تا 9 درجه سانتیگراد

زمان سنجی: صدها هزار سال

سیل های قاره ای گدازه و ماگمای زیرزمینی - به اصطلاح استان های آذرین بزرگ - منجر به بیش از یک انقراض دسته جمعی شده است. این وقایع وحشتناک زرادخانه ای از قاتلان را بر روی زمین به راه انداخت (از جمله باران اسیدی، مه اسیدی، مسمومیت با جیوه و تخریب لایه لایه لایه لایه لایه لایه اوزون)، و همچنین منجر به گرم شدن سیاره، آزاد شدن مقادیر زیادی متان و دی اکسید کربن در جو - سریعتر از آنها شد. می تواند هوازدگی ترموستات را کنترل کند.

در طی فاجعه پرم 252 میلیون سال پیش که 81 درصد از گونه های دریایی را نابود کرد، ماگمای زیرزمینی زغال سنگ سیبری را آتش زد، میزان دی اکسید کربن موجود در جو را به 8000 قسمت در میلیون رساند و دما را 5 تا 9 درجه سانتیگراد گرم کرد. ماکزیمم حرارتی پالئوسن-ائوسن، یک رویداد کوچکتر در 56 میلیون سال پیش، متان را از میادین نفتی در اقیانوس اطلس شمالی ایجاد کرد و آن را به آسمان فرستاد و سیاره را 5 درجه سانتیگراد گرم کرد و اقیانوس را اسیدی کرد. متعاقباً، درختان نخل در سواحل قطب شمال رشد کردند و تمساح‌ها غرق شدند. انتشار مشابهی از کربن فسیلی در اواخر تریاس و اوایل ژوراسیک رخ داد - و به گرم شدن کره زمین، مناطق مرده اقیانوس ها و اسیدی شدن اقیانوس ها پایان یافت.

اگر هر یک از اینها برای شما آشنا به نظر می رسد، به این دلیل است که امروزه فعالیت های انسان زایی پیامدهای مشابهی دارند.

همانطور که گروهی از محققان انقراض تریاس-ژوراسیک در ماه آوریل در مجله Nature Communications اشاره کردند: "ما تخمین می زنیم که میزان دی اکسید کربن منتشر شده در جو توسط هر پالس ماگما در پایان تریاس با پیش بینی انتشارات انسانی برای تریاس قابل مقایسه است. قرن 21 ام."

توصیه شده: