Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat

W połowie września każdego roku pokrywa lodowa Oceanu Arktycznego zmniejsza się do swojego rocznego minimum. O tej porze w 2020 roku lód zajmował powierzchnię 3,74 milionów kilometrów kwadratowych. Był to drugi (po rekordowym roku 2012) najniższy wynik w ciągu ostatnich 42 lat, odkąd zdjęcia satelitarne pozwalają na wykonywanie takich pomiarów. Pokrywa lodowa zajmuje obecnie zaledwie połowę tej powierzchni, którą zajmowała 40 lat temu o tej samej porze roku.

30.09.2020Aktualizacja: 02.10.2020Opublikował: RK

Dane, które prezentuje Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatycznych (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC – jednostka utworzona przez ONZ) są niepokojące. Nigdy w ludzkiej historii i prehistorii ilość dwutlenku węgla w atmosferze nie była tak znacząca. Ostatni raz CO2 w takim natężeniu – około 412 jednostek ppm (parts per milion), czyli 0,0412 objętości ziemskiej atmosfery – był 3 miliony lat temu, czyli w epoce pliocenu, przed rozpoczęciem epoki lodowcowej.

Zdaniem przedstawicieli nauk o Ziemi i środowisku, obserwujących ewolucję ziemskiego klimatu, jeżeli emisja gazów cierplarnianych będzie wciąż rosła, możemy powrócić do sytuacji, jaka miała miejsce w pliocenie, czyli znacznie wyższego poziomu mórz i gwałtowniejszych zmian pogodowych.

Jak wyglądała Arktyka w pliocenie?

Arktyka, to oprócz samego bieguna północnego i Oceanu Arktycznego także północna część Rosji, Kanady, Grenlandii i Skandynawii. Współczesna Arktyka to pozbawiona drzew, mroźna kraina, której dominującym krajobrazem jest tundra, a okres wegetacji trwa mniej więcej od czerwca do sierpnia. Badania geologiczne prowadzone w Rosji odkrywaj jednak na tych terenach pochodzące z pliocenu pyłki takich drzew jak modrzew, świerk, jodła i cykuta. To dowód na to, że wówczas na tych terenach występowały lasy borealne, które obecnie rosną setki kilometrów na południe.

Ponieważ Arktyka w pliocenie była znacznie cieplejsza, pokrywa lodowa na Grenlandii w ogóle nie występowała. Niewielkie lodowce otaczały wyspę od wschodu. Stała pokrywa lodowa występowała wyłącznie na biegunie południowym, a i tam miała tendencje do topnienia. Powierzchnia morza była wówczas globalnie wyższa o 9 do 15 metrów niż obecnie. Tereny, które dziś znajdują się w środku lądu, były wybrzeżem, a takie obszary, na których znajdują się dziś m.in. wielkie amerykańskie i europejskie miasta (Nowy Jork, Los Angeles, Londyn, Amsterdam) znajdowały się pod wodą.

Dlaczego w pliocenie było tak ciepło?

Tak duża koncentracja dwutlenku węgla w pliocenie była w istocie już etapem redukcji po niezwykle wysokim stężeniu w erze mezozoicznej (średnio około 2000 ppm, czyli 5 razy tyle, co obecnie). Żeby to pojąć, trzeba wiedzieć jakie procesy naturalne odpowiedzialne są za uwalnianie do atmosfery i zbieranie z niej dwutlenku węgla.

Dwutlenek węgla trafia do atmosfery na różne sposoby, przede wszystkim przez oddychanie roślin i zwierząt, spalanie materii organicznej (np. pożary lasów), parowanie wody i erupcje wulkaniczne. Systemem, który utrzymuje tę dynamikę w równowadze i kontroluje klimat Ziemi, jest naturalny globalny termostat, regulowany przez skały, które reagują chemicznie z CO2 i pobierają go z atmosfery. Niektóre skały nieustannie rozpadają się, tworząc nowe materiały w reakcjach chemicznych, które pochłaniają CO2. Reakcje te mają tendencję do przyspieszania, gdy temperatury i opady są wyższe – dokładnie w takich warunkach klimatycznych, jakie występują, gdy wzrasta stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze.

Naturalne zmiany w poziomie CO2 zachodziły bardzo powoli. Dla przykładu, pod koniec ery dinozaurów, 65 milionów lat temu, stężenie dwutlenku węgla wynosiło od 2000 do 4000 ppm i zredukowanie ich do 400 ppm w pliocenie zajęło przyrodzie 50 milionów lat. Zmiany klimatyczne także więc następowały bardzo powoli. Ekosystemy miały miliony lat by zaadaptować zmiany i stopniowo się do nich przygotować.

Pliocen w przyszłości?

Współczesna działalność człowieka wzmaga naturalne procesy uwalniania się CO2 do atmosfery. Od początku epoki indystrialnej (około 1750 roku życia) średni poziom stężenia wzrósł z 280 do 400 ppm. To, co naturze zajmowało zwykle miliony lat, osiągnięto w nieco ponad 200. Nie stało się to dlatego, że działalność człowieka przyczynia się do uwalniania znacznie większej ilości dwutlenku węgla niż procesy naturalne, ale dlatego że ten niewielki naddatek pojawił się szybko i przyroda nie jest przygotowana na jego absorbcję.

Procesy ocieplania same się napędzają. Chociaż globalnie temperatura przez ostatnie 100 lat wzrostła o około 1 stopień Celsjusza (co jest niezwykle szybkim tempem), to w Arktyce ten wzrost jest aż 5 razy większy. Zmniejszanie się pokrywy lodowej i śnieżnej oznacza coraz mniejszą powierzchnię odbijająca – a więc zwracającą ciepło „w kosmos”. Ponieważ Ziemia zatrzymuje coraz więcej ciepła, śnieg I lód topnieją jeszcze szybciej.

Opracowano na podstawie tekstu Julie Brigham-Grette i Steve Petsch: The Arctic hasn’t been this warm for 3 million years – and that foreshadows big changes for the rest of the planet. Tekst opublikowany w serwisie The Conversation i dostępny na podstawie licencji Creative Common.