Globalne niepokojące lekcje z przeszłości

Anonim

Pięćdziesiąt sześć milionów lat temu na Ziemi doszło do wyjątkowego epizodu globalnego ocieplenia. W bardzo krótkim czasie, w skali geologicznej, w ciągu 10 do 20 000 lat, średnia temperatura wzrosła o pięć do ośmiu stopni, powracając do pierwotnego poziomu kilkaset tysięcy lat później. Na podstawie analizy osadów z południowego zbocza Pirenejów badacze z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) zmierzyli wpływ tego ocieplenia na powodzie rzeczne i otaczające krajobrazy. Amplituda powodzi zwiększyła się o współczynnik ośmiu, a czasem nawet o współczynnik 14, a roślinne krajobrazy mogły zostać zastąpione suchymi, żwirowymi równinami. Ich niepokojące wnioski, które zostaną opublikowane w raportach naukowych, pokazują, że konsekwencje takiego globalnego ocieplenia mogą być znacznie większe niż przewidywały obecne modele klimatyczne.

"Metoda polegająca na analizie tego globalnego ocieplenia jest bezpośrednio inspirowana przez sygnalizację komórkową w biologii systemów, w której badacze analizują reakcję komórek na bodźce zewnętrzne i wynikającą z tego transmisję sygnału", wyjaśnia Sébastien Castelltort, profesor w Wydziale Nauk o Ziemi na Wydział Nauk Organowych UNIGE i lider badania. "Interesuje nas, w jaki sposób system, w tym przypadku cykl hydrologiczny zachowań rzek, reaguje na sygnał zewnętrzny, tutaj globalne ocieplenie." Projekt ten skupił się na ekstremalnej sytuacji klimatycznej, która była dobrze znana naukowcom: ocieplenie od pięciu do ośmiu stopni, które miało miejsce 56 milionów lat temu, między epokami paleocenu i eocenu, znane również pod akronimem PETM (paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne). System naziemnej sygnalizacji naziemnej (ESSS), wspierany przez Szwajcarską Narodową Fundację Naukową (SNSF).

Palmy w biegunowych szerokościach geograficznych

Już w latach siedemdziesiątych naukowcy zaobserwowali silną anomalię w stosunku między stabilnymi izotopami węgla (δ13C), ze względu na względny wzrost udziału izotopu światła (12C) w porównaniu z ciężkim izotopem (13C), odzwierciedlając zakłócenie obieg węgla, zarówno w oceanach, jak i na kontynentach, związany z globalnym ociepleniem i jego spektakularnymi konsekwencjami. Palmy kwitły na szerokościach polarnych, a niektóre planktony morskie, takie jak dinoflagellate Apectodinium, zwykle ograniczone do tropikalnych wód, nagle rozprzestrzeniły się na całym świecie. Geolodzy używają tego typu obserwacji jako prawdziwych "paleotometrów", które w tym przypadku pokazują wzrost temperatury wody powierzchniowej, który osiągnął prawie 36 stopni w niektórych miejscach, śmiertelną temperaturę dla wielu organizmów. Kilka zjawisk jest wymienianych jako możliwe przyczyny tego globalnego ocieplenia, od intensywnej aktywności wulkanicznej w kilku obszarach globu w tym okresie, do destabilizacji hydratów metanu, tych "kostek lodu" metanu, które pozostają stabilne tylko w pewnych warunkach ciśnienia i temperatury, a który odgazowując uwolniłby ich gaz cieplarniany.

Ale chociaż wydarzenie to jest znane, a jego przyczyny zostały szeroko zbadane, co z konsekwencjami? "Pytanie jest ważne, ponieważ istnieje oczywista analogia z obecnym globalnym ociepleniem, a lekcje można wyciągnąć z tego wydarzenia, tym bardziej, że wzrost temperatury, który obecnie obserwujemy, wydaje się być znacznie szybszy", podkreśla Sébastien Castelltort.

Kamyczki, które ukazują historię rzek

Hiszpańskie Pireneje oferują osady, które pozwalają nam obserwować starożytne kanały rzeczne i określić ich wielkość. Chen Chen, doktorant na Wydziale Nauk o Ziemi na Wydziale Nauk UNIGE, mówi, że tysiące starożytnych kamyków rzecznych zostały zmierzone w terenie. Krok po kroku, dzięki bezpośredniej zależności między wielkością kamieni i nachyleniem rzek, naukowcy byli w stanie obliczyć prędkość przepływu i rozładowanie. W ten sposób odsłonili całą historię tych rzek oraz spektakularne zmiany, które ich dotknęły.

Pięćdziesiąt sześć milionów lat temu powstały Pireneje, a ich pogórze przemierzały małe, izolowane kanały w równi zalewowej, gdzie osadzały się wysoce żyzne aluwium, promujące rozwój roślinności, której korzenie mogłyby zakotwiczyć glebę. Opuszczając pireneje pirenejskie, te małe rzeki skierowały się na zachód, do Atlantyku, który znajdował się wówczas tylko około 30 kilometrów.

"Wraz z globalnym ociepleniem krajobraz całkowicie się zmienił, a powodzie kanałowe, które występują średnio co dwa do trzech lat i których przepływ byliśmy w stanie zmierzyć, wzrosły nawet 14 razy, gdy klimat był chłodniejszy". wyjaśnia Sébastien Castelltort. Podczas PETM rzeki nieustannie zmieniały kierunek, nie przystosowywały się już do zwiększonego rozładowania poprzez nacinanie ich łóżka, ale zamiast tego poszerzały się, czasami dramatycznie, z 15 do 160 metrów szerokości w najbardziej ekstremalnym przypadku. Zamiast uwięzienia w obszarach zalewowych, aluwial został przeniesiony bezpośrednio do oceanu, a roślinność zdawała się zanikać. Krajobraz zamienił się w suche, rozległe żwirowe równiny, przecinające efemeryczne i ulewne rzeki.

O wiele większe ryzyko, niż się spodziewano

Naukowcy wciąż nie wiedzą, jak zmieniły się schematy opadów, ale wiedzą, że to ocieplenie doprowadziło do intensywniejszych powodzi i wyższej sezonowości, ze znacznie gorętszym latem. Wyższe parowanie spowodowało nieoczekiwany wzrost wielkości powodzi. Jeden stopień wzrostu temperatury oznacza 7-procentowy wzrost zdolności atmosfery do zatrzymywania wilgoci, a ten stosunek jest zwykle stosowany do oceny wzrostu opadów. "Nasze badanie pokazuje jednak, że istnieją progi, nieliniowe ewolucje, które wykraczają poza ten stosunek: w przypadku współczynnika powodziowego 14 mamy do czynienia z efektami, których nie rozumiemy, co może być wyjaśnione przez czynniki lokalne, ale także przez czynniki globalne, które nie zostały jeszcze uwzględnione w obecnych modelach klimatycznych Nasze badanie pokazuje, że ryzyko związane z globalnym ociepleniem może być o wiele większe niż sądzimy, "podsumowuje Sébastien Castelltort.

menu
menu