إعادة بناء متوسط درجة حرارة السطح العالمية على مدى 485 مليون سنة الماضية.
تقدم دراسة جديدة النظرة الأكثر تفصيلاً حتى الآن لكيفية تغير درجة حرارة سطح الأرض على مدار القرن العشرين دهر الحياة الظاهرة– آخر العصور الجيولوجية الأربعة على المقياس الزمني الجيولوجي للأرض، والتي تمتد من 538.8 مليون سنة مضت إلى الوقت الحاضر.
المنحنى الجديد يكشف ذلك تباينت درجة حرارة الأرض أكثر مما كان يُعتقد سابقًا خلال معظم فترة دهر الحياة الظاهرة ويؤكد أيضًا أن درجة حرارة الأرض ترتبط ارتباطًا وثيقًا بكمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة في الغلاف الجوي.
أنشأ الفريق الدولي الذي يقف وراء الدراسة منحنى درجة الحرارة باستخدام نهج يسمى استيعاب البيانات.
يقدم توزيع حفريات الحيوانات والنباتات التي تتحمل البرد أو الحرارة بعض الأدلة المبكرة حول درجات الحرارة القديمة. تحليل كيمياء الأصداف القديمة والكائنات الحية الدقيقة المتحجرةومع الحفاظ على المواد العضوية، يستطيع العلماء إعادة بناء درجات حرارة المحيطات السابقة. حتى الصخور والمعادن يمكن أن تساعد في رسم خريطة للمناخات الماضية. على سبيل المثال، رواسب الملح هي علامات على وجود بيئة قاحلة سابقة، و غليندوليت وهو معدن لا يمكن أن يتشكل إلا في الماء البارد.
قام الباحثون بدمج هذه البيانات من السجل الجيولوجي في قاعدة بيانات تسمى رائع (مشروع تقنية الفانيروزويك المتكامل لمتوسط منحنى درجة حرارة السطح) ودمجها في النماذج المناخية الحديثة.
يوضح قائلاً: “تم تطوير هذه الطريقة في الأصل للتنبؤ بالطقس”. إميلي جودالمؤلف الرئيسي للورقة الجديدة وباحث ما بعد الدكتوراه السابق في جامعة كاليفورنيا متحف سميثسونيان الوطني للتاريخ الطبيعي وجامعة أريزونا. “بدلاً من استخدامه للتنبؤ بالطقس المستقبلي، نستخدمه هنا للتنبؤ بالمناخات القديمة. »
قام فريق أريزونا بتجميع أكثر من 150 ألف بيانات منشورة، بينما قام زملاؤهم في جامعة بريستول بإنشاء أكثر من 850 نموذج محاكاة لما قد يكون عليه مناخ الأرض في فترات مختلفة من حيث وظيفة الموقع القاري وتكوين الغلاف الجوي. استخدم الباحثون بعد ذلك عملية استيعاب البيانات للجمع بين مصدري البيانات هذين وإنشاء مخطط أكثر دقة لكيفية تغير درجة حرارة الأرض على مدار الـ 485 مليون سنة الماضية.
ويكشف المنحنى الجديد أن التغيرات في درجات الحرارة خلال دهر الحياة الظاهرة كانت أكبر مما كان يعتقد سابقا. وخلال هذه الفترة، كان متوسط درجة الحرارة على سطح الكوكب يتراوح بين 11 و36 درجة مئوية. وكانت فترات الحرارة الشديدة مرتبطة في أغلب الأحيان بمستويات عالية من غاز ثاني أكسيد الكربون الدفيئة في الغلاف الجوي، مع عوامل أخرى مثل مدخلات الطاقة الشمسية التي تلعب دورا ثانويا.
إن توضيح كيفية تقلب درجة حرارة الأرض بمرور الوقت يوفر سياقًا حاسمًا لفهم تغير المناخ الحديث.
ويوضح قائلاً: “إذا قمت بدراسة ملايين السنين القليلة الماضية، فلن تجد أي شيء مثل ما نتوقعه في عام 2100 أو 2500”. سكوت وينجال سميثسونيان أمين علم النباتات القديمة الذي تركز أبحاثه على الحد الأقصى الحراري الباليوسيني-الأيوسينيفترة من الاحتباس الحراري السريع قبل 55 مليون سنة.
“نحن بحاجة إلى العودة بالزمن إلى أبعد من ذلك، إلى الفترات التي كانت فيها الأرض دافئة حقًا، لأن هذه هي الطريقة الوحيدة لفهم أفضل لكيفية تغير المناخ في المستقبل. »
ويبين المنحنى أنه خلال العشرة إلى العشرين مليون سنة الماضية، كانت الأرض أكثر برودة بكثير مما كانت عليه خلال الـ 450 مليون سنة السابقة. لكن تغير المناخ الناتج عن النشاط البشري الناجم عن انبعاثات الغازات الدفيئة يؤدي حاليًا إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب بمعدل أسرع بكثير من أسرع أحداث الاحترار التي حدثت في دهر الحياة البرية.
“إن البشر والأنواع التي نتشارك معها الكوكب يتكيفون مع المناخ البارد. وخلصت جيسيكا تيرني، عالمة المناخ القديم بجامعة أريزونا، إلى أن نقلنا بسرعة إلى مناخ أكثر دفئًا سيكون قرارًا خطيرًا. تظهر الحفريات أن بعض حلقات التغير المناخي السريع خلال فترة دهر الحياة تتزامن مع الانقراضات الجماعية.
على الرغم من أن الدراسة الجديدة هي الدراسة الأكثر تفصيلاً وقوة لتغير درجة الحرارة حتى الآن، إلا أنها بعيدة كل البعد عن أن تكون مشروعًا نهائيًا وفقًا لما ذكره باحثون من جامعة هارفارد بريان هوبرأمين مجموعة علم الحفريات الدقيقة، الذي يدرس الحفريات المجهرية لفهم الظروف البيئية أثناء العصر الطباشيري، الفترة الأكثر دفئًا في دهر الحياة البرية.
وقال هوبر: “نتفق جميعا على أن هذا المنحنى ليس نهائيا”. سيستمر الباحثون في الكشف عن أدلة إضافية حول الماضي البعيد، مما سيساعد في مراجعة هذا المنحنى في المستقبل. »
الدراسة كاملة “تاريخ يبلغ 485 مليون سنة من درجة حرارة سطح الأرض“تم نشره في المجلة علوم وربما وجدت على الانترنت هنا.
مواد إضافية ومقابلات مقدمة من مؤسسة سميثسونيان و جامعة أريزونا.
