إعادة بناء متوسط درجة حرارة السطح العالمية على مدى 485 مليون سنة الماضية.
تقدم دراسة جديدة نظرة أكثر تفصيلاً لكيفية تغير درجة حرارة سطح الأرض دهر الحياة الظاهرةيغطي آخر العصور الجيولوجية الأربعة على المقياس الزمني الجيولوجي للأرض الفترة من 538.8 مليون سنة مضت إلى الوقت الحاضر.
المنحنى الجديد يكشف ذلك خلال معظم عصر دهر الحياة، تغيرت درجة حرارة الأرض أكثر مما كان يعتقد سابقا كما يؤكد 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.
يوفر التوزيع الأحفوري للحيوانات والنباتات التي تتحمل البرد أو الحرارة بعض الأدلة الأولى حول درجات الحرارة القديمة. تحليل كيمياء الأصداف القديمة والكائنات الحية الدقيقة الأحفوريةوالمواد العضوية المحفوظة، يمكن للعلماء إعادة بناء درجات حرارة المحيطات الماضية. حتى الصخور والمعادن يمكن أن تساعد في رسم خريطة للمناخات الماضية. على سبيل المثال، رواسب الملح علامات البيئة القاحلة القديمة، و جليندوليت معدن لا يتشكل إلا في الماء البارد.
قام الباحثون بدمج هذه البيانات من السجل الجيولوجي في قاعدة بيانات رائع (مشروع المنحنى المتكامل لمتوسط درجة حرارة السطح لتقنية الفانيروزويك) ودمجه مع النماذج المناخية الحديثة.
ويوضح قائلاً: “تم تطوير هذه الطريقة في الأصل للتنبؤ بالطقس”. إميلي جودالمؤلف الرئيسي للورقة الجديدة وباحث ما بعد الدكتوراه السابق متحف سميثسونيان الوطني للتاريخ الطبيعي وجامعة أريزونا. “بدلاً من استخدامه للتنبؤ بالطقس المستقبلي، نستخدمه للتنبؤ بالمناخ القديم.”
قام الفريق ومقره أريزونا بتجميع 150 ألف نقطة بيانات منشورة، بينما أنشأ زملاؤهم في جامعة بريستول أكثر من 850 نموذج محاكاة لما سيكون عليه مناخ الأرض في فترات زمنية مختلفة بناءً على الموقع القاري وتكوين الغلاف الجوي. ومن خلال الجمع بين هذين المصدرين، استخدم الباحثون استيعاب البيانات لإنشاء منحنى دقيق لكيفية تغير درجة حرارة الأرض على مدى 485 مليون سنة الماضية.
ويكشف المنحنى الجديد أن درجات الحرارة كانت أكثر تقلبًا خلال فترة البشائر مما كان يعتقد سابقًا. خلال هذه الحقبة، تراوح متوسط درجات الحرارة السطحية العالمية من 52 إلى 97 درجة فهرنهايت (11 إلى 36 درجة مئوية). غالبًا ما ترتبط فترات الحرارة الشديدة بمستويات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون، وهو غاز الدفيئة في الغلاف الجوي، مع وجود عوامل أخرى مثل مدخلات الطاقة الشمسية التي تلعب دورًا ثانويًا.
إن تحسين كيفية تقلب درجة حرارة الأرض على مر الزمن يوفر سياقًا مهمًا لفهم تغير المناخ الحديث.
ويقول: “إذا قمت بدراسة المليوني سنة الماضية، فلن ترى أي شيء مثل ما نتوقعه في عام 2100 أو 2500”. سكوت وينجال من سميثسونيان المشرف على علم الحفريات النباتية، الذي تركز أبحاثه على الحد الأقصى الحراري الباليوسيني-الأيوسينيقبل 55 مليون سنة، كانت فترة الاحترار العالمي السريع.
“عليك أن تعود إلى أبعد من ذلك إلى الفترات التي كانت فيها الأرض دافئة حقا، لأن هذه هي الطريقة الوحيدة للحصول على فهم أفضل لكيفية تغير المناخ في المستقبل.”
ويبين المنحنى أن الأرض كانت أكثر برودة في آخر 10 إلى 20 مليون سنة عما كانت عليه في 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 أحداث الاحترار السريع التي شهدها مناخ دهر الحياة الظاهرة.
تستنتج عالمة المناخ القديم جيسيكا تيرني من جامعة أريزونا أن “البشر والأنواع التي نشاركها هذا الكوكب تكيفوا مع المناخات الباردة. إن وضعنا جميعًا بسرعة في مناخ أكثر دفئًا هو أمر خطير”. بعض حلقات التغير المناخي السريع خلال فترة دهر الحياة، كما يظهر السجل الأحفوري، تزامنت مع الانقراضات الجماعية.
في حين أن الورقة الجديدة هي الدراسة الأكثر شمولاً وقوة لتغير درجات الحرارة حتى الآن، إلا أنها بعيدة عن أن تكون مشروعًا نهائيًا بريان هوبريقوم أمين مجموعة علم الحفريات الدقيقة بدراسة الحفريات المجهرية لفهم الظروف البيئية العصر الطباشيري، الجزء الأكثر دفئًا من دهر الحياة البرية.
قال هوبر: “نتفق جميعًا على أن هذا ليس القوس الأخير”. “سيستمر الباحثون في العثور على المزيد من الأدلة حول الماضي العميق التي ستساعد في تصحيح هذا المنحنى في المستقبل.”
مراجعة كاملة”تاريخ يبلغ 485 مليون سنة من درجة حرارة سطح الأرض“نشرت في المجلة علوم ويمكن أن يكون متاح على الانترنت هنا.
توفير مواد إضافية ومقابلات مؤسسة سميثسونيان و جامعة أريزونا.
