רמת הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה כיום גבוהה ככל הנראה מזה שהיה בשלוש מיליון השנים האחרונות. עלייה זו ברמת הפחמן הדו-חמצני, גז חממה, עלולה להביא לטמפרטורות שלא נראו לאורך כל פרק הזמן הזה, כך עולה ממחקרים חדשים.
חוקרי המחקר השתמשו במודלים ממוחשבים כדי לבחון את השינויים באקלים בתקופה הרבעונית, שהחלה לפני כ -2.59 מיליון שנה ונמשכת עד היום. במהלך אותה תקופה עברה כדור הארץ מספר שינויים, אך הם לא כל כך מהירים כפי שנראו כיום, אמר סופר המחקר מתאו וויליט, חוקר אקלים פוסט-דוקטורט במכון פוטסדאם לחקר השפעות האקלים.
"כדי לקבל אקלים חם יותר מההווה, אתה בעצם צריך לחזור לתקופה גיאולוגית אחרת", אמר וילייט ל- Live Science.
3 מיליון שנות אקלים
התקופה הרבעונית התחילה בתקופת קרחון, כאשר יריעות קרח גנבו מגרינלנד לכיסוי חלק גדול מצפון אמריקה וצפון אירופה. בתחילה, הקרחונים הללו התקדמו ונסוגו במחזור של 41,000 שנה, מונע על ידי שינויים במסלול כדור הארץ סביב השמש, אמר ווילית.
אך לפני 1.25 מיליון ל- 0.7 מיליון שנה, מחזורי הקרחונים והבין-גזעיים הללו נמתחו, שהתרחשו מחדש כל 100,000 שנה לערך, תופעה שנקראה המעבר באמצע הפליסטוקן בגלל התקופה בה התרחשה. השאלה, אמרה ווילית, היא מה גרם למעבר, בהתחשב בכך שתבנית הווריאציות במסלול כדור הארץ לא השתנתה.
וילייט וצוותו השתמשו בהדמיית מחשב מתקדמת של הרבעון כדי לנסות לענות על השאלה הזו. הדגמים טובים רק מהפרמטרים הכלולים, וזה כלל הרבה: תנאים אטמוספריים, תנאי אוקיינוס, צמחייה, פחמן גלובלי, אבק וגליחות קרח. החוקרים כללו את מה שידוע על הפרמטרים ואז צייצו אותם בכדי לראות אילו תנאים עשויים ליצור את המעבר באמצע הפליסטוקן.
איך הדברים השתנו
הצוות מצא כי במשך מחזור קרחוני 4141 שנה כדי לעבור למחזור של 100,000 שנה, היו צריכים לקרות שני דברים: פחמן דו חמצני באטמוספירה נאלץ לרדת, והקרחונים נאלצו לשטוף משכבה של משקעים המכונה הרגולית.
יתכן כי פחמן דו חמצני ירד מסיבות שונות, אמר ווילית, כמו ירידה בגז החממה שזרם מהרי געש, או שינויים בקצב בליה של סלעים, מה שיוביל ליותר נעילת פחמן במשקעים הנישאים לתחתית הקרקעית ים. פחות פחמן באטמוספרה פירושו שלכידה של פחות חום, כך שהאקלים היה מתקרר עד לנקודה שבה יריעות קרח גדולות יכולות להיווצר ביתר קלות.
תהליכים גאולוגיים סיפקו את המרכיב השני המכריע במחזורי קרחונים ארוכים יותר. כאשר יבשות נטולות קרח לפרקי זמן ארוכים, הן רוכשות שכבה עליונה של סלע נטול קרקע, שאינו מאוחד, הנקרא רגולית. ירח כדור הארץ הוא מקום טוב לראות דוגמא בימינו: שכבת האבק העבה של הירח היא רגולית.
קרח שנוצר על גבי רגולית זו נוטה להיות פחות יציב מאשר קרח שנוצר על סלע יציב, אמר ווילית (דמיין את ההבדל ביציבות בין משטח העשוי מסבי כדור לעומת זה של שולחן השולחן השטוח). באופן דומה, יריעות קרח מבוססות רגולית זורמות מהר יותר ונשארות רזות מכפי שקורה קרח. כאשר שינויים במסלול כדור הארץ משנים את כמות החום הפוגעת לפני כדור הארץ, יריעות הקרח מועדות במיוחד להתכה.
אבל קרחונים גם דחפורים שוב ושוב, דוחפים את החומר המאובק לקצוות הקרחונים שלהם. הגלידה הקרחונית הזו חושפת מחדש את הסלע; לאחר כמה מחזורי קרחונים בראשית הרבעון, הסלע היה נחשף, ומעניק ליריעות הקרח החדשות מקום מוצק לעגן, אמר וילייט. יריעות קרח עמידות אלה, בתוספת אקלים קריר יותר, הביאו למחזורי הקרחונים הארוכים יותר שנראו לפני כמיליון שנה. תקופות בין-גזעיות עדיין התרחשו בגלל שינויים במסלול, אך הן הפכו קצרות יותר.
אקלים אז ועכשיו
ממצאים אלו חשובים להבנת התנאים שקבעו אם מקומות כמו שיקגו או ניו יורק הם בעלי חיים או מכוסים בקילומטר של קרח. אבל הם מועילים גם למסגור את שינויי האקלים של ימינו, אמר ווילית.
יש לשחזר רשומות של פחמן אטמוספרי שהיה קיים לפני כ 800,000 שנה ולא למדוד ישירות מליבות הקרח, כך שההערכות לגבי כמות הפחמן באטמוספרה השתנו. מחקרי הדוגמנות של וילית וצוותו מראים כי פחמן דו חמצני היה מתחת ל -400 חלקים למיליון במשך כל התקופה הרבעונית. כיום הממוצע העולמי הוא 405 חלקים למיליון ועולה.
בסוף הפליוקן המנוח, לפני כ -2.5 מיליון שנה, הטמפרטורות הגלובליות הממוצעות היו זמניות בערך 2.7 מעלות פרנהייט (1.5 מעלות צלזיוס) גבוה מהממוצע לפני השימוש הנרחב בדלקים מאובנים, כך הראה המודל של ווילית. הטמפרטורות העתיקות הללו מחזיקות כיום בשיא הגבוה ביותר בכל התקופה הרבעונית.
אך בקרוב זה עשוי להשתנות. כבר עכשיו הגלובוס הוא 2.1 מעלות צלזיוס (1.2 מעלות צלזיוס) חם מהממוצע הקדם-תעשייתי. הסכם פריז 2016 יגביל את ההתחממות ל -2.4 F (1.4 צלזיוס), ותואם את האקלים שלפני 2.5 מיליון שנה. אם העולם לא מסוגל לנהל את המגבלה הזו ופונה לכיוון 3.6 מעלות צלזיוס (2 מעלות צלזיוס), המטרה הבינלאומית הקודמת, זה יהיה הממוצע העולמי החם ביותר שנראה בתקופה גיאולוגית זו.
"המחקר שלנו מכניס את זה לפרספקטיבה," אמרה ווילית. "זה מראה בבירור כי גם אם אתה מסתכל על אקלים עבר על טווחי זמן ארוכים מאוד, מה שאנחנו עושים עכשיו מבחינת שינויי אקלים זה משהו גדול ומהיר מאוד, לעומת מה שקרה בעבר."
הממצאים יפורסמו היום (3 באפריל) בכתב העת Science Advances.
