Rezultaty najnowszych badań sugerują, że w przeszłości okresy silnego globalnego ocieplenia występowały na Ziemi znacznie częściej, niż do tej pory uważano. Wyniki te opublikowano w czasopiśmie Nature. Dowodzą one, że okresy ocieplenia były prawdopodobnie spowodowane uwalnianiem zasobów ditlenku węgla (CO2) z głębi oceanicznych. Zbadanie tych okresów ocieplenia umożliwi naukowcom przewidywanie wpływu obecnych zmian klimatycznych na ekosystemy i wzorce cyrkulacji oceanów.

Prace były współfinansowane ze środków UE w ramach projektu "Zmiany klimatyczne, hydrografia i paradoks wymierania planktonu" (PLANKTON PARADOX), który uzyskał wsparcie w wysokości 265 000 euro ze środków międzynarodowego grantu wyjazdowego programu Marie Curie Szóstego Programu Ramowego (6PR). W ramach działań badawczych Philip Sexton, główny autor artykułu, podjął pracę w prestiżowym Instytucie Oceanografii im. Scripps w Stanach Zjednoczonych. Obecnie dr Sexton prowadzi prace na brytyjskiej uczelni Open University.

W czasie paleocenu i eocenu (tj. w okresie od 65 do 34 milionów lat temu) występowały na naszej planecie okresy globalnego ocieplenia, rozpoczynające się gwałtownie i trwające dziesiątki tysięcy lat. Wydarzenia te ustały po rozpoczęciu się fazy ochłodzenia Ziemi, około 40 milionów lat temu.

Najdokładniej przebadano zjawisko paleoceńsko-eoceńskiego maksimum termicznego (PETM) sprzed 56 milionów lat. Temperatury na świecie wzrosły wtedy o 4-7°C. Uważa się, że PETM zostało wywołane uwolnieniem gazów cieplarnianych z osadów uwięzionych pod ziemią. Po zakończeniu okresu PETM przywrócenie normalnego poziomu temperatur zajęło około 200 000 lat.

Dr Sexton wraz ze współpracownikami z Instytutu Oceanografii im. Scripps, brytyjskiego Uniwersytetu w Southampton oraz niemieckiego Uniwersytetu w Bremie podjęli się zbadania także innej, mniej gwałtownej fazy ocieplenia z czasu paleocenu i eocenu. W okresach zwiększonych temperatur średni wzrost temperatury na całym świecie wynosił do 3°C i utrzymywał się przez około 40 000 lat.

Analizy wykazały, że okresy te występowały co 100 000-400 000 lat, czyli znacznie częściej, niż uważano. Ocieplenie rozwijało się na przestrzeni niecałych 10 000 lat, co stanowi bardzo szybkie tempo z punktu widzenia geologii. Powrót do normalnych temperatur trwał jednak dłużej (ponad 30 000 lat).

Ponadto, choć PETM było prawdopodobnie wywołane uwolnieniem gazów cieplarnianych z osadów, występowanie pozostałych okresów ocieplenia wiązało się z innym mechanizmem. Wskazuje na to krótszy czas ich trwania.

Badacze uważają, że ich przyczyną mogła być wymiana związków węgla pomiędzy atmosferą i oceanami. Głębia oceaniczna stanowi ważny zasobnik związków węgla. Zmiany cyrkulacji oceanu mogły spowodować nagromadzenie w niej CO2. Naukowcy sugerują, że to właśnie uwolnienie tych związków mogło wywołać ocieplenie.

Średnia długość takiego okresu wynosiła 40 000 lat, co doprowadziło naukowców do stwierdzenia, że były one powodowane zmianami kąta nachylenia osi ziemskiej. Oś ziemska odznacza się wyraźnym nachyleniem, którego kąt waha się od 22,1° do 24.5° cykl jego zmiany trwa 41 000 lat.

"Okresy ocieplenia nie były rzadkimi wydarzeniami. Dlatego posiadamy wiele dowodów globalnych ociepleń na taką skalę, jaka będzie dotyczyć ocieplenia spodziewanego w przyszłości. Możemy zastosować wiedzę o tych zjawiskach do badania wpływu globalnych zmian na ekosystemy morskie, klimat oraz cyrkulację oceanów" - powiedział Richard Norris z Instytutu Oceanografii im. Scripps.

Badacze doszli do ostatecznych wniosków po zbadaniu rdzeni osadów pobranych na wybrzeżach Ameryki Południowej. W bladozielonych rdzeniach okresy ocieplenia są odzwierciedlone przez pasma szarych osadów, bogatych w glinę powstałą w wyniku rozpuszczenia wapiennych skorup mikroskopijnych organizmów dna morskiego. Podczas ociepleń kwasowość oceanu była większa, ponieważ ditlenek węgla pochłaniany przez ocean jest przekształcany w kwas węglowy.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Sexton P. F. et al. (2011) Eocene global warming events driven by ventilation of oceanic dissolved organic carbon. Nature 471: 349-352. DOI: 10.1038/nature09826.