מה קרה בפעם הקודמת שהיה חם כמו שזה הולך להיות בהמשך המאה הזו?

"מה שעבר הוא פרולוג" - של שייקספיר הסערה.

שנת 2100 עומדת כמו שורה של דגלים משובצים בקו הסיום של שינויי האקלים, כאילו כל המטרות שלנו יפוגו אז. אבל כמו האזהרה שנחרטה על מראה מכונית: היא קרובה יותר ממה שהיא נראית. ילדים שנולדו היום יהיו סבים וסבתות כשרוב תחזיות האקלים יסתיימו.

ועדיין, האקלים לא יפסיק להשתנות בשנת 2100. גם אם נצליח הגבלת ההתחממות במאה זו ל-2ºC, יהיה לנו CO₂ בסביבות 500 חלקים למיליון. זו רמה שלא נראתה על הפלנטה הזו מאז המיוקן התיכון, 16 מיליון שנה לפני, כשאבותינו היו קופי אדם. הטמפרטורות אז היו בערך 5 ל 8ºC חם יותר לא 2º, וגובה פני הים היו כמה 40 מטר (130 רגל) או יותר גבוה יותר, לא 1.5 רגל (חצי מטר) שצפו בסוף המאה הזו על ידי ה- דו"ח IPCC לשנת 2013.

מדוע יש פער מפהק בין תחזיות של סוף המאה לבין מה שקרה בעבר של כדור הארץ? האם אקלים בעבר אומר לנו שאנחנו מפספסים משהו?

זְמַן

סיבה אחת גדולה לפער היא פשוטה: זמן.

לכדור הארץ לוקח זמן להגיב לשינויים בגזי החממה. כמה שינויים קורים בפנים שנים, בעוד שלאחרים לוקח דורות להגיע לשיווי משקל חדש. יריעות קרח נמסות, הפשרת פרמפרפר, התחממות עומק האוקיינוסים, היווצרות כבול וארגון מחדש של הצמחייה. מאות עד אלפי שנים.

התגובות האיטיות האלה הן בדרך כלל לא כלול במודלים של אקלים. זה נובע בחלקו בגלל זמן המחשוב שייקח להם לחשב, חלקית בגלל שאנחנו באופן טבעי התמקדו במה שאנו יכולים לצפות במהלך העשורים הקרובים, ובחלקו בגלל שתהליכים אלו הם כאלה לֹא בָּטוּחַ. ולמרות שדגמי אקלים היו מוּצלָח בחיזוי שינויי האקלים שנצפו עד כה, נותרו אי ודאות אפילו לגבי כמה תגובות מהירות, כמו עננים או ה הגברה של התחממות בקטבים.

העבר של כדור הארץ, לעומת זאת, מראה לנו כיצד האקלים שלו באמת השתנה, תוך שילוב של ספקטרום מלא מהתגובות המהירות והאיטיות של הפלנטה שלנו. במהלך שינויי האקלים בעבר, כאשר לכדור הארץ היו יריעות קרח (כמו היום) הוא התחמם בדרך כלל בסביבות 5ºC ל 6ºC עבור כל הכפלה של CO₂ רמות, עם התהליך לוקח בערך א אֶלֶף שָׁנָה. זה בערך כפול מ"שיווי משקל רגישות לאקלים" (ECS) ערכי המשמשים בתחזיות מודל האקלים לשנת 2100, אשר מחושבים בעיקר מתוך הִיסטוֹרִי תצפיות.

"אנו מצפים לרגישות מערכת כדור הארץ (שנה CO₂ ושכל המערכות יגיבו - כולל יריעות קרח, צמחייה, מתאן, אירוסולים וכו') להיות גדולות יותר מ-ECS. עבודה שעשינו על הפליוקן הציע יותר ב-50 אחוז, אבל זה יכול להיות גדול מזה", אמר לי גאווין שמידט, מנהל מכון גודארד לחקר החלל של נאס"א בניו יורק.

או, בתור דנה רויר מאוניברסיטת ווסליאן לשים את זה, "בקיצור, מודלים אקלימיים נוטים לחזות פחות את גודל שינויי האקלים ביחס לראיות גיאולוגיות."

חלק מהגודל הגדול יותר נובע פשוט מהתגובות האיטיות של כדור הארץ, שמייצרות התחממות נטו. גם אם פליטת גזי חממה תיפסק לחלוטין מחר, מפלס הים כן מְחוּיָב להמשיך לעלות במשך מאות שנים מהתפשטות תרמית ו קרחונים נמסים; יריעות קרח פנימה אנטארקטיקה וגרינלנד מחויבים גם להמשיך להימס מהחום שכבר הוכנס באקלים בעשורים האחרונים. ובגלל שCO₂ נמשך זמן רב באטמוספירה, בהיעדר גיאו-הנדסה כדי להסיר אותה, העולם יעשה זאת לְהַחטִיא אֵת הַמַטָרָה כל אחד מיעדי הטמפרטורה שלנו בסוף המאה ולהישאר גבוה במשך מאות שנים.

אבל אלה לא מסבירים את כל הפער, מה שמרמז שחסרים לנו עוד פידבקים מגבירים. בתור ה הערכת האקלים הלאומית של ארה"ב לשנת 2017 ניסוח זאת: "חוסר התאמה של נתוני מודל לאקלים חם בעבר מצביע על כך שמודלים של אקלים משמיטים לפחות תהליכים אחד, וכנראה יותר, חיוניים להתחממות עתידית, במיוחד באזורי קוטב."

האם המיוקן יכול לדעת את עתידנו?

האקלים האופטימלי של אמצע המיוקן (MMCO) היה פרק התחממות כדור הארץ עתיק כאשר שיתוף₂ רמותזינק מפחות מ-400 דפים לדקה לסביבות 500ppm. (CO העתיקה₂ נמדד ב-a מגוון דרכים עקיפות כמו איזוטופים של בורון אוֹ פַּחמָן במאובנים ובקרקעות עתיקות, או מהנקבוביות שעל עלי מאובנים.) הגורם לגל הזה היה תופעה געשית נדירה שנקראת "מחוז חצץ גדול" שהתפרצו כמויות אדירות של בזלת במערב ארה"ב לפני 16.6 מיליון שנים. איווט אילי ומייקל הרן מה- אוניברסיטת קונטיקט חקרו איך זה שינה את האקלים.

הכלי? מולקולות שומן שהושארו במשקעים על ידי צמחים וחיידקים שחיו באותה תקופה. אילי והרן הוציאו את השרידים הכימיים של חיידקים מבוץ המיוקן במרילנד ולאחר מכן המירו יחסי שומן שונים מולקולות לטמפרטורת הקרקע, תוך שימוש בכיולים המבוססים על יותר מעשור של מחקר של שומני חיידקים בקרקעות מודרניות בכל רחבי כוכב לכת. "אין ספק, התזמון של בזלת השיטפונות והתזמון שבו אנחנו רואים את השינויים הם די, די הדוקים", אמר אילי. "הסמנים הביולוגיים שלנו בהחלט עוקבים אחר מה CO₂ עשה. לא משנה מה קורה במערכת היבשתית במונחים של מה שמניע את האירוע הזה, זה בהחלט עוקב אחר pCO₂.”

ככל ששינויי האקלים העתיקים מתקדמים, ה-MMCO היה מתון בהשוואה לפרמיאן הקצה, הטריאס הקצה ואחרים הקשורים הכחדות המוניות. Miocene CO₂ הפליטות היו איטיות מספיק להימנע מהחמצת אוקיינוס ​​משמעותית, למשל, בניגוד להיום ובמהלך שינויי אקלים קיצוניים בעבר.

הם גם חישבו את טמפרטורות הים באופן דומה תוך שימוש בשרידים שונים מבחינה כימית של חיידקים ימיים: "יש לנו שינוי יחסי על פני MMCO של כ-4-5 מעלות [צלזיוס] בטמפרטורת פני הים, וטמפרטורות פני הים חמות בכ-6 מעלות מהמודרני", אמר. אילי.