El clima de la Terra canvia naturalment, però ara tot és diferent

Taula de continguts:

El clima de la Terra canvia naturalment, però ara tot és diferent
El clima de la Terra canvia naturalment, però ara tot és diferent
Anonim

Durant molt de temps, el clima de la Terra ha fluctuat per deu motius diferents, incloent oscil·lacions orbitals, canvis tectònics, canvis evolutius i altres factors. Van submergir el planeta en èpoques de gel o en calor tropical. Com es relacionen amb el canvi climàtic antròpic contemporani?

i la Terra ha aconseguit ser una bola de neu i un hivernacle en la seva història. I si el clima va canviar abans de l’aparició de l’home, com sabem que som els culpables de l’escalfament intens que observem avui?

En part, perquè podem establir una clara relació causal entre les emissions antròpiques de diòxid de carboni i un augment de 1,28 graus centígrads de la temperatura global (que, per cert, continua) durant l'era preindustrial. Les molècules de diòxid de carboni absorbeixen la radiació infraroja, de manera que a mesura que augmenta la seva quantitat a l'atmosfera, retenen més calor, que s'evapora de la superfície del planeta.

Al mateix temps, els paleoclimatòlegs han avançat molt en la comprensió dels processos que van conduir al canvi climàtic en el passat. Aquí hi ha deu casos de canvi climàtic natural, en comparació amb la situació actual.

Cicles solars

Escala: refredament de 0, 1-0, 3 graus centígrads

Temps: caigudes periòdiques de l'activitat solar de 30 a 160 anys, separades per diversos segles

Cada 11 anys, el camp magnètic solar canvia i, amb ell, apareixen cicles d’il·luminació i atenuació d’11 anys. Però aquestes fluctuacions són petites i afecten de manera insignificant el clima de la Terra.

Molt més importants són els "grans mínims solars", períodes de deu anys de disminució de l'activitat solar que s'han produït 25 vegades durant els darrers 11.000 anys. Un exemple recent, el mínim de Maunder, es va produir entre 1645 i 1715 i va provocar que l'energia solar baixés un 0,04% -0,08% per sota de la mitjana actual. Durant molt de temps, els científics van creure que el mínim de Maunder podia causar la "petita edat de gel", un refredat que va durar del segle XV al XIX. Però des de llavors ha aparegut que era massa curt i va passar en un moment equivocat. Aparentment, el cop de fred va ser causat per l’activitat volcànica.

Durant el darrer mig segle, el Sol ha estat una mica atenuat i la Terra s’escalfa i és impossible associar l’escalfament global amb un cos celeste.

Sofre volcànic

Escala: refredament de 0, 6 - 2 graus centígrads

Temps: d’1 a 20 anys

El 539 o 540 d. C. NS. hi va haver una erupció tan poderosa del volcà Ilopango a El Salvador que el seu plomall va arribar a l'estratosfera. Posteriorment, els estius freds, la sequera, la fam i la pesta van assolar els assentaments de tot el món.

Les erupcions a l’escala d’Ilopango llencen gotes reflectants d’àcid sulfúric a l’estratosfera, que protegeixen la llum solar i refreden el clima. Com a resultat, el gel marí s’acumula, es reflecteix més llum solar cap a l’espai i el refredament global s’intensifica i perllonga.

Després de l’erupció d’Ilopango, la temperatura mundial va caure 2 graus en 20 anys. Ja en la nostra era, l’erupció del mont Pinatubo a Filipines el 1991 va refredar el clima global en 0,6 graus durant un període de 15 mesos.

El sofre volcànic a l’estratosfera pot ser devastador, però a escala de la història de la Terra, el seu efecte és petit i també transitori.

Fluctuacions climàtiques a curt termini

Escala: fins a 0, 15 graus centígrads

Temps: de 2 a 7 anys

A més de les condicions meteorològiques estacionals, hi ha altres cicles a curt termini que també afecten les precipitacions i la temperatura. El més significatiu, El Niño o oscil·lació del sud, és un canvi periòdic en la circulació a l’oceà Pacífic tropical durant un període de dos a set anys que afecta les precipitacions a Amèrica del Nord. L'oscil·lació de l'Atlàntic Nord i el dipol de l'Oceà Índic tenen un fort impacte regional. Tots dos interactuen amb El Niño.

La interrelació d'aquests cicles ha obstaculitzat durant molt de temps la capacitat de demostrar que el canvi antròpic és estadísticament significatiu i no només un altre salt en la variabilitat natural. Però des de llavors, el canvi climàtic antròpic ha superat molt més la variabilitat del clima natural i les temperatures estacionals. L’avaluació climàtica nacional dels EUA del 2017 va concloure que "no hi ha proves concloents a partir de les dades observacionals que poguessin explicar el canvi climàtic observat per cicles naturals".

Vibracions orbitals

Escala: aproximadament 6 graus centígrads en el darrer cicle de 100.000 anys; varia segons el temps geològic

Temps: cicles regulars i superposats de 23.000, 41.000, 100.000, 405.000 i 2.400.000 anys

L’òrbita terrestre fluctua quan el Sol, la Lluna i altres planetes canvien la seva posició relativa. A causa d’aquestes fluctuacions cícliques, els anomenats cicles de Milankovitch, la quantitat de llum solar fluctua en latituds mitjanes un 25% i el clima canvia. Aquests cicles han funcionat al llarg de la història, creant capes alternes de sediment que es poden veure en roques i excavacions.

Durant l'era del Plistocè, que va acabar fa uns 11.700 anys, els cicles de Milankovitch van enviar el planeta a una de les seves edats glacials. Quan el canvi d’òrbita de la Terra va fer que els estius del nord fossin més càlids que la mitjana, es van fondre massives capes de gel a Amèrica del Nord, Europa i Àsia; quan l’òrbita va canviar de nou i els estius es van tornar més freds, aquests escuts van tornar a créixer. A mesura que l’oceà càlid dissol menys diòxid de carboni, el contingut atmosfèric va augmentar i va caure a l’uníson amb les oscil·lacions orbitals, amplificant el seu efecte.

Avui, la Terra s’acosta a un altre mínim de llum solar del nord, de manera que sense emissions antròpiques de diòxid de carboni, entraríem en una nova era glacial en els propers 1.500 anys més o menys.

Sol jove feble

Escala: cap efecte de temperatura total

Temps: permanent

Tot i les fluctuacions a curt termini, la brillantor del sol en el seu conjunt augmenta un 0,009% per milió d’anys i, des del naixement del sistema solar fa 4.500 milions d’anys, ha augmentat un 48%.

Els científics creuen que, a partir de la debilitat del sol jove, hauria de seguir que la Terra va romandre congelada durant tota la primera meitat de la seva existència. Al mateix temps, paradoxalment, els geòlegs han descobert roques de 3.400 milions d’anys formades a l’aigua amb ones. El clima inesperat i càlid de la Terra primitiva sembla que es deu a una combinació de factors: menys erosió de la terra, cel més clar, dies més curts i una composició especial de l’atmosfera abans que la Terra aconseguís una atmosfera rica en oxigen.

Les condicions favorables a la segona meitat de l’existència de la Terra, malgrat l’augment de la brillantor del sol, no condueixen a una paradoxa: el termòstat meteorològic de la Terra contraresta els efectes de la llum solar addicional i estabilitza la Terra.

Termòstat de diòxid de carboni i meteorització

Escala: contraresta altres canvis

Temps: 100.000 anys o més

El principal regulador del clima de la Terra ha estat durant molt de temps el nivell de diòxid de carboni a l’atmosfera, ja que el diòxid de carboni és un gas d’efecte hivernacle persistent que bloqueja la calor, evitant que pugi de la superfície del planeta.

Els volcans, les roques metamòrfiques i l’oxidació del carboni en els sediments erosionats emeten diòxid de carboni al cel i les reaccions químiques amb roques de silicat eliminen el diòxid de carboni de l’atmosfera i formen pedra calcària. L’equilibri entre aquests processos funciona com un termòstat, perquè quan el clima s’escalfa, les reaccions químiques són més eficients a l’hora d’eliminar el diòxid de carboni, inhibint així l’escalfament. Quan el clima es refreda, l’eficiència de les reaccions, al contrari, disminueix, facilitant el refredament. En conseqüència, durant un llarg període de temps, el clima de la Terra es va mantenir relativament estable, proporcionant un entorn habitable. En particular, els nivells mitjans de diòxid de carboni han anat disminuint constantment com a conseqüència de la brillantor creixent del Sol.

Tot i això, el termòstat meteoritzador necessita centenars de milions d’anys per reaccionar a l’augment de diòxid de carboni a l’atmosfera. Els oceans de la Terra absorbeixen i eliminen l'excés de carboni més ràpidament, però fins i tot aquest procés triga mil·lennis i es pot aturar, amb el risc d'acidificació dels oceans. Cada any, la combustió de combustibles fòssils emet prop de 100 vegades més diòxid de carboni que els volcans en erupció (els oceans i la intempèrie fracassen), de manera que el clima s’escalfa i els oceans s’oxiden.

Desplaçaments tectònics

Escala: aproximadament 30 graus centígrads en els darrers 500 milions d’anys

Temps: milions d’anys

El moviment de les masses terrestres de l’escorça terrestre pot moure lentament el termòstat meteoritzant a una nova posició.

Durant els darrers 50 milions d’anys, el planeta s’ha refredat i les col·lisions de plaques tectòniques empenyen roques químicament reactives com el basalt i la cendra volcànica cap als tròpics càlids i humits, augmentant la velocitat de reaccions que atreuen el diòxid de carboni del cel. A més, durant els darrers 20 milions d’anys, amb l’auge de l’Himàlaia, els Andes, els Alps i altres muntanyes, la taxa d’erosió s’ha més que duplicat, cosa que ha provocat una meteorització accelerada. Un altre factor que va accelerar la tendència de refredament va ser la separació de l’Amèrica del Sud i Tasmània de l’Antàrtida fa 35,7 milions d’anys. Al voltant de l’Antàrtida s’ha format un nou corrent oceànic que ha intensificat la circulació d’aigua i plàncton, que consumeix diòxid de carboni. Com a resultat, les capes de gel de l’Antàrtida han crescut significativament.

Abans, durant els períodes Juràssic i Cretaci, els dinosaures recorrien l'Antàrtida, perquè sense aquestes serralades, l'augment de l'activitat volcànica mantenia el diòxid de carboni a nivells de l'ordre de 1.000 parts per milió (fins als 415 actuals). La temperatura mitjana en aquest món sense gel va ser 5-9 graus centígrads més alta que ara, i el nivell del mar va ser 75 metres més alt.

Asteroid Falls (Chikshulub)

Escala: primer refredant-se uns 20 graus centígrads, i després escalfant-se 5 graus centígrads

Temps: segles de refredament, 100.000 anys d’escalfament

La base de dades d’impactes d’asteroides a la Terra conté 190 cràters. Cap d’ells va tenir un efecte notable sobre el clima de la Terra, a excepció de l’asteroide Chikshulub, que va destruir part de Mèxic i va matar els dinosaures fa 66 milions d’anys. Les simulacions per ordinador mostren que Chikshulub ha llançat prou pols i sofre a l'atmosfera superior per eclipsar la llum solar i refredar la Terra més de 20 graus centígrads, així com acidificar els oceans. El planeta va trigar segles a tornar a la seva temperatura anterior, però després es va escalfar 5 graus més a causa de l’entrada de diòxid de carboni de la pedra calcària mexicana destruïda a l’atmosfera.

Segueix sent controvertit com l’activitat volcànica a l’Índia va afectar el canvi climàtic i l’extinció massiva.

Canvis evolutius

Escala: dependent de l’esdeveniment, que es refreda uns 5 graus centígrads al final del període ordovicià (fa 445 milions d’anys)

Temps: milions d’anys

De vegades, l'evolució de noves espècies de vida restablirà el termòstat de la Terra. Així, els cianobacteris fotosintètics, sorgits fa uns 3.000 milions d’anys, van iniciar el procés de terraformació, alliberant oxigen. A mesura que es van estendre, el contingut d’oxigen a l’atmosfera va augmentar fa 2.400 milions d’anys, mentre que els nivells de metà i diòxid de carboni van baixar bruscament. Al llarg de 200 milions d’anys, la Terra s’ha convertit en una "bola de neu" diverses vegades. Fa 717 milions d’anys, l’evolució de la vida oceànica, més gran que els microbis, va desencadenar una altra sèrie de boles de neu: en aquest cas, quan els organismes van començar a alliberar detritus a les profunditats oceàniques, prenent carboni de l’atmosfera i amagant-lo a la profunditat.

Quan les primeres plantes terrestres van aparèixer uns 230 milions d’anys més tard, durant el període Ordovicià, van començar a formar la biosfera terrestre, enterrant carboni als continents i extreient nutrients de la terra: es van rentar als oceans i també van estimular la vida allà. Aquests canvis semblen haver conduït a l’era glacial, que va començar fa uns 445 milions d’anys. Més tard, en el període del Devonià, l'evolució dels arbres, juntament amb la construcció de muntanyes, va reduir encara més els nivells i les temperatures de diòxid de carboni i es va iniciar l'era glacial paleozoica.

Grans províncies ígnies

Escala: escalfament de 3 a 9 graus centígrads

Temps: centenars de milers d’anys

Les inundacions continentals de lava i magma subterrani –les anomenades grans províncies ígnies– han provocat més d’una extinció massiva. Aquests terribles esdeveniments van desencadenar un arsenal d'assassins a la Terra (incloent pluja àcida, boira àcida, intoxicació per mercuri i esgotament de l'ozó), i també van provocar un escalfament del planeta, alliberant enormes quantitats de metà i diòxid de carboni a l'atmosfera, més ràpidament que podria controlar la meteorització del termòstat.

Durant la catàstrofe de Perm fa 252 milions d’anys, que va destruir el 81% de les espècies marines, el magma subterrani va calar foc al carbó siberian, va elevar el contingut de diòxid de carboni a l’atmosfera a 8.000 parts per milió i va escalfar la temperatura entre 5 i 9 graus centígrads. El màxim tèrmic paleocè-eocè, un esdeveniment més petit fa 56 milions d’anys, va crear metà als camps de petroli de l’Atlàntic Nord i el va enviar cap al cel, escalfant el planeta 5 graus centígrads i acidificant l’oceà. Posteriorment, les palmeres van créixer a les costes de l’Àrtic i els caimans van prendre el sol. Les emissions similars de carboni fòssil es van produir a finals del triàsic i principis del juràsic i van acabar amb l'escalfament global, les zones mortes dels oceans i l'acidificació dels oceans.

Si alguna cosa d’això us sembla familiar, és perquè les activitats antròpiques actuals tenen conseqüències similars.

Com van assenyalar a l’abril un grup d’investigadors de l’extinció triàsic-juràsic a la revista Nature Communications: "Estimem que la quantitat de diòxid de carboni emès a l'atmosfera per cada pols de magma al final del triàsic és comparable a la previsió d'emissions antròpiques per a la segle 21."

Recomanat: