Mi volt a legforróbb föld valaha?
Ez a cikk először 2014 augusztusában jelent meg, és azóta megjelent új kutatások közé sorolták. Ez a cikk egy kétrészes sorozat a múltbeli hőmérsékletekről, beleértve azt is, hogy a föld milyen meleg volt “az utóbbi időben.”
A 4.54 milliárd éves bolygón valószínűleg tapasztalt a legmelegebb hőmérséklet a legkorábbi nap, amikor még az ütközést a másik sziklás-törmelék (planetesimals) zuhan a naprendszer körül. Ezeknek az ütközéseknek a hője megolvasztotta volna a Földet, a légkör legmagasabb hőmérséklete 3600° Fahrenheit volt.
még az első perzselő évezredek után is a bolygó gyakran sokkal melegebb volt, mint most. Az egyik legmelegebb időszak a Neoproterozoikum néven ismert geológiai időszak volt, 600-800 millió évvel ezelőtt. A feltételek gyakran 500-250 millió évvel ezelőtt is ingadoztak. Az elmúlt 100 millió évben két nagy hőcsúcs történt: a kréta forró Üvegház (körülbelül 92 millió évvel ezelőtt), valamint a paleocén-eocén termikus maximum (körülbelül 56 millió évvel ezelőtt).
Climate.gov.
története hot
hőmérséklet rekordok hőmérők és időjárás állomások létezik csak egy kis része bolygónk 4,54 milliárd éves élettartam. A közvetett nyomok—kőzetek, kövületek és kristályok, óceáni üledékek, megkövesedett zátonyok, fagyűrűk és jégmagok-tanulmányozásával azonban a tudósok következtethetnek a múltbeli hőmérsékletekre.
ezen technikák egyike sem segít a nagyon korai Földön. A Hadeanként ismert idő alatt (igen, mert olyan volt, mint Hádész), a Föld ütközései a fiatal naprendszerünkben lévő más nagy planetesimálisokkal-köztük egy Mars-méretű, amelynek hatása a földdel valószínűleg létrehozta a Holdat-megolvadtak volna, és elpárologtak volna a legtöbb szikla a felszínen. Mivel a földön eddig egyetlen szikla sem maradt fenn, a tudósok a Hold megfigyelései és a csillagászati modellek alapján becsülték meg a korai Földviszonyokat. A Holdat előidéző ütközés után a bolygó becslések szerint körülbelül 2300 Kelvin (3680°F) volt.
hogyan nézhetett ki a Föld holdját előidéző ütközés. A korai Naprendszerben a Föld és a sziklás törmelék ütközései a felszín olvadását és a felszín hőmérsékletének felhólyagosodását okozták volna. Kép jóvoltából NASA.
még az ütközések leállítása után is, és a bolygónak több tízmillió éve volt lehűlni, a felszíni hőmérséklet valószínűleg több mint 400° Fahrenheit volt. Az ausztráliai cirkonkristályok, amelyek csak körülbelül 150 millió évvel fiatalabbak, mint maga a Föld, arra utalnak, hogy bolygónk gyorsabban lehűlt, mint a tudósok korábban gondolták. Még gyerekcipőben jár, a Föld sokkal magasabb hőmérsékletet tapasztalt volna, mint mi, emberek, akik esetleg túlélhetnénk.
de tegyük fel, hogy kizárjuk azokat az erőszakos és perzselő éveket, amikor a föld először alakult ki. Mikor változott meg a Föld felszíne?
Olvad a fagyasztó
a 600 800 millió évvel ezelőtt—egy ideig geológusok hívja a Neoproterozoic—bizonyítékok arra utalnak, hogy a Föld műtéten esett át, a jégkorszak hideg jég borítja nem csak felső határa az északi szélességeken, de lehet hosszabbítani egészen a tenger szintje az egyenlítő közelében. Az egyre több napfényt visszatükrözve az űrbe, ahogy kibővültek, a jégtakarók lehűtötték az éghajlatot, és megerősítették saját növekedésüket. Nyilvánvaló, hogy a Föld nem maradt a fagyasztóban, tehát hogyan olvadt fel a bolygó?
a Föld geológiai története a 4,6 milliárd évvel ezelőtti kialakulása óta, eon és időszak szerint osztva, és egy adott időszakra jellemző kövületeket mutat. A fosszíliák nemcsak az ősi növényeket és állatokat, hanem az ősi éghajlatokat is feltárják. Grafika © Ray Troll, 2010. Használt engedélyével.
még akkor is, ha a jéglapok egyre több földfelszínt borítottak, a tektonikus lemezek tovább sodródtak és ütköztek, így a vulkáni tevékenység is folytatódott. A vulkánok kibocsátják az üvegházhatású gáz szén-dioxidot. Jelenlegi, többnyire jégmentes világunkban a szilikát kőzetnek a csapadék által történő természetes időjárása szén-dioxidot fogyaszt a geológiai időskálák során. A Neoproterozoikum fagyos körülményei között a csapadék ritka lett. Mivel a vulkánok szén-dioxidot bocsátanak ki, és alig vagy egyáltalán nem csapnak le az időjárási kőzetekre és fogyasztják az üvegházhatást okozó gázt, a hőmérséklet emelkedett.
milyen bizonyítékokkal rendelkeznek a tudósok, hogy mindez valójában körülbelül 700 millió évvel ezelőtt történt? A legjobb bizonyíték a” cap karbonátok”, amelyek közvetlenül a Neoproterozoikus korú jéglerakódások felett fekszenek. A kap-karbonátok-kalciumban gazdag kőzetek, például mészkő rétegei – csak meleg vízben alakulnak ki.
Rock formáció Namíbiában, amely egy olyan típusú sziklát mutat, amely csak a meleg vízben (cap dolostone) alakul ki, amely közvetlenül egy 635 millió évvel ezelőtti zavaros üledékes kőzet felett fekszik, amely általában a gleccserek szélén található (diamictite). Kép a tanítás diák elérhető SnowballEarth.org.
az A tény, hogy ezeket a vastag, kalcium-gazdag rock réteg ült közvetlenül a tetején rock betétek által hátrahagyott visszavonuló gleccserek azt jelzi, hogy a hőmérséklet emelkedett jelentősen, közel a vége a Neoproterozoic, talán elérte a globális átlag magasabb, mint a 90° C-os. (A mai globális átlag alacsonyabb, mint 60°F.)
a trópusi sarkvidék
egy Smithsonian Intézményprojekt megpróbálta rekonstruálni a Phanerozoic Eon hőmérsékletét, vagy nagyjából az elmúlt fél milliárd évet. A 2019-ben kiadott előzetes eredmények azt mutatták, hogy a legtöbb idő alatt meleg hőmérséklet dominál, a globális hőmérséklet ismételten 80°F fölé emelkedik, sőt 90°F – túl meleg a jéglemezekhez vagy az évelő tengeri jéghez. Körülbelül 250 millió évvel ezelőtt, a Pangea szuperkontinens egyenlítője körül, még túl meleg volt a tőzeg mocsarakhoz!
az Előzetes eredmények a Smithsonian Intézmény projekt által vezetett Scott Szárny Brian Huber, mutatja a Föld átlagos felszíni hőmérséklet az elmúlt 500 millió éve. Az idő nagy részében úgy tűnik, hogy a globális hőmérséklet túl meleg (piros vonalrészek) a tartós sarki jégsapkákhoz. A legutóbbi 50 millió év kivétel. A Smithsonian Nemzeti Természettudományi Múzeumból adaptált kép.
geológusok és paleontológusok megállapították, hogy az elmúlt 100 millió évben a globális hőmérséklet kétszer tetőzött. Az egyik tüske a kréta forró Üvegház volt, nagyjából 92 millió évvel ezelőtt, körülbelül 25 millió évvel azelőtt, hogy a Föld utolsó dinoszauruszai kihaltak. A széles körben elterjedt vulkáni tevékenység fokozhatta a légköri szén-dioxidot. A hőmérséklet olyan magas volt, hogy a champsosauridák (krokodilszerű hüllők) a kanadai sarkvidéktől északra éltek, a meleg hőmérsékletű erdők pedig a déli pólus közelében virágoztak.
egy másik melegház időszak volt a paleocén-eocén termikus Maximum (PETM) körülbelül 55-56 millió évvel ezelőtt. Bár nem olyan meleg, mint a kréta melegház, a PETM gyorsan emelkedő hőmérsékletet hozott. A paleocén és a korai eocén idején a pólusok jégsapkáktól mentesek voltak, pálmafák és krokodilok éltek a sarkkör felett.
a paleocén-eocén termikus maximumának idején az Egyesült Államok kontinentális részének szubtrópusi környezete volt. Ez a fosszilis tenyér a fosszilis Butte Nemzeti emlékműből származik, Wyoming. Kép jóvoltából U. S. National Park Service.
a PETM alatt úgy tűnik, hogy a globális átlaghőmérséklet akár 5-8°C-kal (9-14°F) emelkedett, akár 73°F-ig is. (a mai globális átlag 60°f-re félénk.) Nagyjából egy időben a paleoklíma-adatok, mint például a megkövesedett fitoplankton és az óceáni üledékek hatalmas szén-dioxid-kibocsátást rögzítenek a légkörbe, legalább megduplázva vagy esetleg akár megnégyszerezve a háttérkoncentrációkat.
a mély óceán hőmérséklete általában magas volt a paleocén és az eocén alatt, különösen meleg tüske volt a két geológiai korszak közötti határon, körülbelül 56 millió évvel ezelőtt. A távoli múltban a hőmérsékleteket proxykból (a fosszilis foraminifera oxigénizotóp-arányaiból) vonják le. A 35 millió évvel ezelőtti (piros) hőmérséklet kiszámítása jégmentes óceánt feltételez, és nem vonatkozik az újabb körülményekre (szürke). “Q” áll a Quarternary. Hunter Allen és Michon Scott grafikonja a NOAA Nemzeti Éghajlati Adatközpont adataiból, Carrie Morrill jóvoltából.
még mindig bizonytalan, hogy honnan származik az összes szén-dioxid, és mi volt az események pontos sorrendje. A tudósok fontolóra vették a nagy szárazföldi tengerek kiszáradását, a vulkáni aktivitást, a permafrost felolvasztását, a metán felszabadulását a felmelegedő óceáni üledékekből, a hatalmas erdőtüzekből, sőt—röviden—egy üstökösből.
mint semmi, amit valaha láttunk
a Föld legforróbb időszakai—a Hadean, a késő Neoproterozoic, a kréta forró üvegház, a PETM—az emberek létezése előtt történt. Azok az ősi éghajlatok olyanok lettek volna, mint amit a fajunk még soha nem látott.
a Modern emberi civilizáció állandó mezőgazdaságával és településeivel az elmúlt 10 000 évben fejlődött ki. Az időszak általában az alacsony hőmérsékletek és a relatív globális (ha nem regionális) éghajlati stabilitás egyike volt. A Föld történelmének nagy részéhez képest ma szokatlanul hideg van; most abban élünk, amit a geológusok interglaciális-egy jégkorszak gleccserei közötti időszaknak neveznek. De mivel az üvegházhatású gázok kibocsátása Meleg A Föld éghajlata, lehetséges, hogy bolygónk már régóta látta az utolsó gleccserét.
Brit geológiai szemle. Üvegházhatású Föld-az ősi éghajlatváltozás története. Hozzáférés 2020.Június 13-Án.
Engber, D. (2012.július 5.). Mi a legforróbb a föld valaha kapott?
Hearling, T. W., Harvey, T. H. P., Williams, M., Leng, M. J., Lamb, A. L., Wilby, P. R, Gabbott, S. E., Pohl, A., Donnadieu, Y. (2018). Korai kambriumi üvegházhatású éghajlat. Science Advances, 4(5), easar5690.
Hoffman, P. F. (2009). Hógolyó Föld. Hozzáférés 2014.Február 4-Én.
Hoffman, P. F., Schrag, D. P. (2002). A hógolyó Föld hipotézis: a globális változás korlátainak tesztelése. Terra Nova. 14(3), 129-155.
Huber, B. T., MacLeod, K. G., Watkins, D. K., Coffin, M. F. (2018). A krétakori melegház éghajlatának emelkedése és bukása. Globális és Bolygóváltás, 167, 1-23.
éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC). (2013). IPCC ötödik értékelő jelentés-éghajlatváltozás 2013: a fizikai tudomány alapja. Összefoglaló a politikai döntéshozók számára.
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). Mérsékelt esőerdők a Déli-sark közelében a kréta csúcs melegsége alatt. Természet, 580(7801), 81-86.
(2006. március 1.). Az ősi kristályok korábbi óceánra utalnak. NASA Föld Obszervatórium. Hozzáférés 2014.Február 4-Én.
McInerney, F. A., & Wing, S. L. (2011). A paleocén-eocén termikus maximuma: a szénciklus, az éghajlat és a bioszféra perturbációja a jövőre nézve. A Föld-és Bolygótudományok éves áttekintése, 39(1), 489-516.
paleoklimatológia: hogyan következtethetünk a múltbeli éghajlatokra? Mikrobiális Élet Oktatási Források, Montana Állami Egyetem. Hozzáférés 2020.Június 9-Én.
Retallack, G. J. (2013). Permi és triász üvegházhatású válságok. Gondwana Research, 24(1), 90-103.
Royer, D. L., Berner, R. A., Montañez, I. P., Tabor, N. J., Beerling, D. L. (2004). CO2, mint a Phanerozoic éghajlat elsődleges hajtóereje. Gsz.: ma 14( 3), 4-10.
Scientific American Frontiers. (2000. December 19.). Mélyhűtés. Hozzáférés 2014.Február 4-Én.
Sleep, N. H. (2010). A Hadean-Archaean Környezet. 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). Halálos meleg hőmérséklet a korai triász üvegházban. Tudomány, 338( 6105), 366-370.
szárazföldi paleoklíma. Eocén latitudinális színátmenetek. Stanford University School of Earth Sciences. Hozzáférés 2014.Február 4-Én.
University of California Museum of Paleontology. Az Archeai Eon, a Hadeai és az eocén korszak. Hozzáférés 2014.Február 4-Én.
Voosen, P. (2019). A projekt 500 millió év hullámvasút éghajlatát követi. Tudomány, 364(6442), 716-717.
Leave a Reply