tento článek byl poprvé publikován v srpnu 2014 a byl aktualizován, aby zahrnoval nový výzkum publikovaný od té doby. Tento článek je jednou ze dvoudílné série minulých teplot, včetně toho, jak teplá byla země „v poslední době“.“

Naše 4.54-miliard-rok-starý planetě pravděpodobně zažil své nejžhavější teploty v jeho nejčasnějších dnů, kdy to bylo ještě kolize s jinými kamenité suti (planetesimály) vrávorá kolem sluneční soustavy. Teplo těchto kolizí by udržovalo zemi roztavenou, s teplotami nejvyšší atmosféry vzhůru 3 600° Fahrenheita.

i po těch prvních spalujících tisíciletích však byla planeta často mnohem teplejší než nyní. Jeden z nejteplejších časů byl během geologického období známého jako Neoproterozoic, mezi 600 a 800 miliony let. Podmínky byly také často oteklé mezi 500 miliony a 250 miliony let. A během posledních 100 milionů let došlo ke dvěma hlavním tepelným špičkám: křídový horký skleník (asi před 92 miliony let) a Paleocén-Eocénní tepelné Maximum(asi před 56 miliony let).

Karikatura Emily Greenhalgh, NOAA Climate.gov.

Historie horké

Teplotní rekordy z teploměry a meteorologické stanice existují pouze pro malou část naší planety 4.54-miliard-rok-dlouhý život. Studiem nepřímých Stop—chemických a strukturálních podpisů hornin, fosílie, a krystaly, oceánské sedimenty, zkamenělé útesy, letokruhy, a ledová jádra—nicméně, vědci mohou odvodit minulé teploty.

žádná z těchto technik nepomáhá s velmi ranou zemí. Během doby, známé jako nejdelší časová jednotka, používá (ano, protože to bylo jako Hádes), Zemské kolizím s jinými velkých planetesimál v naší mladé sluneční soustavy—včetně velikosti Marsu, jehož dopad se zemí pravděpodobně vytvořil Měsíc—by se roztavil a vypařil většina hornin na povrchu. Protože žádné horniny na Zemi nepřežily tak dávno, vědci odhadli rané podmínky země na základě pozorování Měsíce a na astronomických modelech. Po srážce, která zplodila měsíc, se odhaduje, že planeta byla kolem 2300 Kelvinů (3 680°F).

jak mohla vypadat srážka, která zplodila Měsíc Země. Srážky mezi Zemí a skalnatými úlomky v rané sluneční soustavě by udržovaly povrch roztavený a povrchové teploty puchýře. Obrázek se svolením NASA.

i poté, co se srážky zastavily a planeta měla desítky milionů let vychladnout, byly povrchové teploty pravděpodobně vyšší než 400° Fahrenheita. Zirkon krystaly z Austrálie, jen asi 150 milionů let mladší než Země sama, náznak, že naše planeta může mít ochladí rychleji, než si vědci dříve mysleli. Ještě pořád, v plenkách, země by zažila teploty mnohem vyšší, než bychom my lidé mohli přežít.

ale předpokládejme, že vyloučíme násilné a spalující roky, kdy se země poprvé formovala. Kdy jindy se zemský povrch zvětšil?

Rozmrazování mrazáku

Mezi 600 a 800 miliony let—období geologové nazývají Neoproterozoic—důkazy naznačují, že Země prošla doba ledová zima, tak led listů není limitován pouze polárních zeměpisných šířkách, ale může prodloužit až na úroveň moře poblíž rovníku. Odráží více slunečního záření zpět do vesmíru, jako jsou rozšířené, led listy ochladí klima a posiluje jejich vlastní růst. Je zřejmé, že Země nezůstala zaseknutá v mrazáku,tak jak se planeta roztála?

i když ledové příkrovy pokrývaly stále více zemského povrchu, tektonické desky pokračovaly v unášení a srážkách, takže sopečná činnost také pokračovala. Sopky emitují skleníkový plyn oxid uhličitý. V našem současném, většinou bez ledu svět, přirozené zvětrávání silikátové horniny srážkami spotřebovává oxid uhličitý v geologických časových měřítcích. Během chladných podmínek Neoproterozoika se srážky staly vzácnými. Sopky chrlí oxid uhličitý a málo nebo žádné srážky na počasí skály a spotřebovávají skleníkový plyn, teploty stoupaly.

jaké důkazy mají vědci, že se to všechno skutečně stalo před 700 miliony let? Jedním z nejlepších důkazů jsou „cap uhličitany“ ležící přímo nad Neoproterozoickými ledovcovými ložisky. Cap uhličitany-vrstvy hornin bohatých na vápník, jako je vápenec-se tvoří pouze v teplé vodě.

Skalní útvar v Namibii, která ukazuje typ horniny, které tvoří pouze v teplé vodě (szp dolostone), ležící přímo na typ neuspořádané sedimentární horniny, ze dne na 635 milionů let, které se běžně vyskytují na okraji ledovce (diamictite). Obrázek z výukových snímků jsou k dispozici na SnowballEarth.org.

skutečnost, že tyto tlusté, vápník-bohaté vrstvy hornin seděl přímo na vrcholu skály vklady zanechal ustupující ledovce, které naznačují, že teploty výrazně vzrostly téměř na konci Neoproterozoic, možná dosáhne globální průměrné vyšší než 90° Celsia. (Dnes je celosvětový průměr je nižší než 60°F)

tropické Arktidy

Smithsonian Institution projekt se pokusil rekonstruovat teploty pro Phanerozoic Eon, nebo zhruba poslední půl miliardy let. Předběžné výsledky propuštěn v roce 2019 ukázal teplé teploty dominující většinu času, s globální teploty opakovaně stoupá nad 80°F a i 90°F—příliš teplé pro led listů nebo celoroční mořského ledu. Asi před 250 miliony let, kolem rovníku superkontinentu Pangea, bylo dokonce příliš horké pro rašelinové bažiny!

Geologové a paleontologové zjistili, že v posledních 100 milionů let, globální teploty na vrcholu dvakrát. Jeden bodec byl křídový horký skleník zhruba před 92 miliony let, asi 25 miliony let předtím, než vyhynuli poslední dinosauři země. Rozsáhlá sopečná aktivita mohla zvýšit atmosférický oxid uhličitý. Teploty byly tak vysoké, že champsosaurs (krokodýlí plazi) žili až na sever kanadské Arktidy a lesy s teplými teplotami prosperovaly poblíž jižního pólu.

dalším obdobím skleníku bylo Paleocénně-Eocénní tepelné Maximum (PETM) asi před 55-56 miliony let. I když ne tak horké jako křídový skleník, PETM přinesl rychle rostoucí teploty. Během velké části paleocénu a raného eocénu, Poláci byli bez ledových čepic, a palmy a krokodýli žili nad polárním kruhem.

v době Paleocén-Eocenní Termální Maximum, moc kontinentálních Spojených Státech sub-tropické prostředí. Tato fosilní Palma pochází z Fossil Butte National Monument, Wyoming. Obrázek se svolením US National Park Service.

Během PETM, že globální průměrné teploty se zdá vzrostly až o 5-8°C (9-14°F) a průměrná teplota jak vysoce jak 73°F. (Opět, dnes je celosvětový průměr je plachý 60°F.) Zhruba ve stejné době, zanesl údaje, jako zkamenělé fytoplanktonu a mořských usazenin záznam masivní uvolňování oxidu uhličitého do atmosféry, alespoň zdvojnásobení nebo dokonce čtyřnásobné koncentrace pozadí.

Hluboké teploty oceánu jsou obecně vysoké v celé Paleocén a Eocén, s mimořádně teplé špice na hranici mezi dvěma geologických epoch kolem 56 milionů let. Teploty v dávné minulosti jsou odvozeny z proxy (poměry izotopů kyslíku z fosilní foraminifery). Výpočet teplot před 35 miliony let (červená) předpokládá oceán bez ledu a nevztahuje se na novější podmínky (šedá). „Q“ stojí na čtvrtině. Graf Hunter Allen a Michon Scott, s využitím dat z Národního klimatického datového centra NOAA, s laskavým svolením Carrie Morrill.

stále není jisté, odkud pochází veškerý oxid uhličitý a jaká byla přesná posloupnost událostí. Vědci zvažovali vysychání velkých vnitrozemských moří, sopečnou činnost, rozmrazování permafrostu,uvolňování metanu z oteplovacích oceánských sedimentů, obrovské požáry a dokonce-krátce-kometu.

Jako nic, co jsem kdy viděl

Země je nejteplejší období—Hadaiku, pozdní Neoproterozoic, Křídy Horké Skleník, PETM—došlo před lidmi existuje. Tyto dávné podnebí by bylo jako nic, co náš druh nikdy neviděl.

moderní lidská civilizace se svým stálým zemědělstvím a osídlením se vyvinula za posledních 10 000 let. Období bylo obecně jedním z nízkých teplot a relativní globální (ne-li regionální) klimatické stability. Ve srovnání s většinou historie země, dnes je neobvykle chladno; nyní žijeme v tom, co geologové nazývají interglacial-období mezi zaledněním doby ledové. Ale protože emise skleníkových plynů zahřívají zemské klima, je možné, že naše planeta zažila Poslední zalednění po dlouhou dobu.

britský geologický průzkum. Skleníková země-příběh dávné změny klimatu. Přístup K 13. Červnu 2020.

Engber, D. (2012, 5. července). Co je Nejteplejší, jakou kdy země dostala?

Hearling, T. W., Harvey, T. H. P., Williams, M., Leng, M. J., Beránek, v. a. L., Wilby, P. R, Gabbott, s. e., Pohl, A., Donnadieu, Y. (2018). Rané kambrické skleníkové klima. Science Advances, 4 (5), easar5690.

Hoffman, p. f. (2009). Sněhová Koule Země. Přístup 4. Února 2014.

Hoffman, P. F., Schrag, D. P. (2002). Hypotéza sněhové koule: testování limitů globální změny. Terra Nova. 14(3), 129-155.

Huber, B. T., MacLeod, K. G., Watkins, D. K., Rakev, M. F. (2018). Vzestup a pád křídového horkého skleníkového klimatu. Globální a planetární Změna, 167, 1-23.

Mezivládní Panel pro změnu klimatu (IPCC). (2013). Pátá Hodnotící zpráva IPCC-změna klimatu 2013: fyzikální vědecký základ. Shrnutí pro tvůrce politik.

Klages, J. P., Salzmann, U., Bickert, T., Hillenbrand, C.-D., Gohl, K., Kuhn, G., Bohaty, S. M., Titschack, J., Müller, J., Frederichs, T., Bauersachs, T., Ehrmann, W., van de Flierdt, T., Pereira, P. S. Larter, R. D., Lohmann, G., Niezgodzki, I., Uenzelmann-Neben, G., … Dziadek, R. (2020). Mírné deštné pralesy poblíž jižního pólu během vrcholového křídového tepla. Příroda, 580 (7801), 81-86.

Lindsey, R. (2006, 1. Března). Starověké krystaly naznačují dřívější oceán. Nasa Earth Observatory. Přístup 4. Února 2014.

McInerney, F. A., & Wing, S. L. (2011). Paleocén – Eocénní tepelné Maximum: porucha uhlíkového cyklu, podnebí, a Biosféra s důsledky pro budoucnost. Roční přehled věd o Zemi a planetách, 39 (1), 489-516.

Paleoklimatologie: jak můžeme odvodit minulé podnebí? Mikrobiální Životní Vzdělávací Zdroje, Montana State University. Přístup K 9. Červnu 2020.

Retallack, G. J. (2013). Permské a Triasové skleníkové krize. Gondwana Research, 24 (1), 90-103.

Royer, D. L., Berner, R. a., Montañez, I. P., Tábor, N. J., Beerling, D. L. (2004). CO2 jako primární hnací motor Phanerozoic klimatu. GSA dnes, 14 (3), 4-10.

Scientific American Frontiers. (2000, 19. prosince). Hluboké zmrazení. Přístup 4. Února 2014.

Sleep, N. H. (2010). Hadejsko-Archejské Prostředí. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2 (6). doi: 10.1101 / cshperspect.a002527

Sun, y., Joachimski, M. M., Wignall, P. B., Yan, C., Chen, y., Jiang, h., Wang, L., Lai, X. (2012). Smrtelně horké teploty během raného Triasového skleníku. Věda, 338 (6105), 366-370.

suchozemské Paleoklima. Eocénní latitudinální gradienty. Stanford University School of Earth Sciences. Přístup 4. Února 2014.

Kalifornské muzeum paleontologie. Archean Eon a Hadean a Eocene epocha. Přístup 4. Února 2014.

Voosen, P. (2019). Projekt sleduje 500 milionů let klimatu na horské dráze. Věda, 364 (6442), 716-717.