Hvad er den hotteste jord nogensinde har været?
denne artikel blev først offentliggjort i August 2014, og den er blevet opdateret til at omfatte ny forskning, der er offentliggjort siden da. Denne artikel er en af en todelt serie om tidligere temperaturer, herunder hvor varm Jorden har været “for nylig.”
vores 4,54 milliarder år gamle planet oplevede sandsynligvis sine varmeste temperaturer i sine tidligste dage, da den stadig kolliderede med andre stenede affald (planetesimaler), der plejede rundt om solsystemet. Varmen fra disse kollisioner ville have holdt jorden smeltet, med top-of-the-atmosfære temperaturer opad på 3.600 liter Fahrenheit.
selv efter de første brændende årtusinder har planeten imidlertid ofte været meget varmere end den er nu. En af de varmeste tider var i den geologiske periode kendt som Neoproteroso, mellem 600 og 800 millioner år siden. Forholdene svulmede også ofte mellem 500 millioner og 250 millioner år siden. Og inden for de sidste 100 millioner år opstod to store varmespidser: 92 millioner år siden), og Paleocene-Eocene termisk maksimum (omkring 56 millioner år siden).
tegneserie af Emily Greenhalgh, NOAA Climate.gov.
historie af hot
temperaturregistre fra termometre og vejrstationer eksisterer kun for en lille del af vores planets 4,54 milliarder år lange levetid. Ved at studere indirekte spor – de kemiske og strukturelle underskrifter af klipper, fossiler, og krystaller, havsedimenter, fossiliserede rev, træringe, og iskerner—imidlertid, forskere kan udlede tidligere temperaturer.
ingen af disse teknikker hjælper med den meget tidlige jord. I løbet af den tid, der er kendt som Hadean (ja, fordi det var som Hades), ville Jordens kollisioner med andre store planetesimaler i vores unge solsystem—herunder en Mars-størrelse, hvis påvirkning med jorden sandsynligvis skabte Månen—have smeltet og fordampet mest sten på overfladen. Fordi ingen klipper på Jorden har overlevet fra så længe siden, forskere har estimeret tidlige jordforhold baseret på observationer af Månen og på astronomiske modeller. Efter kollisionen, der skabte Månen, blev planeten anslået til at have været omkring 2.300 Kelvin (3.680 liter F).
hvad kollisionen, der skabte Jordens måne, kan have set ud. Kollisioner mellem jord og stenet affald i det tidlige solsystem ville have holdt overfladen smeltet og overfladetemperaturer blærende. Billede med tilladelse til NASA.
selv efter kollisioner stoppede, og planeten havde titusindvis af år at afkøle, var overfladetemperaturerne sandsynligvis mere end 400 liter Fahrenheit. 150 millioner år yngre end Jorden selv, antyder, at vores planet måske er afkølet hurtigere end forskere tidligere troede. Alligevel ville jorden i sin barndom have oplevet temperaturer langt højere, end vi mennesker muligvis kunne overleve.
men antag, at vi udelukker de voldelige og brændende år, da jorden først blev dannet. Hvornår har jordens overflade svulmet?
optøning af fryseren
for mellem 600 og 800 millioner år siden—en periode geologer kalder Neoproteroso—tyder på, at jorden gennemgik en istid så kold, at isark ikke kun begrænsede de polære breddegrader, men kan have strakt sig helt til havets overflade nær ækvator. Reflekterende stadig mere sollys tilbage i rummet, da de udvidede sig, iskapperne afkølede klimaet og forstærkede deres egen vækst. Naturligvis forblev jorden ikke fast i fryseren, så hvordan optøede planeten?
en geologisk historie af jorden siden dens dannelse 4.6 milliarder år siden, divideret med eon og periode, og viser fossiler typisk for en given periode. Fossiler afslører ikke kun gamle planter og dyr, men også gamle klimaer. Billeder Af Kristian Ray Troll, 2010. Brugt med tilladelse.
selv mens isark dækkede mere og mere af jordens overflade, fortsatte tektoniske plader med at drive og kollidere, så vulkansk aktivitet fortsatte også. Vulkaner udsender drivhusgasser. I vores nuværende, for det meste isfri verden, den naturlige forvitring af silikatsten ved nedbør forbruger kulsyre over geologiske tidsskalaer. Under de frigide forhold i Neoproteroserne blev nedbør sjælden. Med vulkaner kærning ud kulsyre og lidt eller ingen nedbør til vejr klipper og forbruge drivhusgassen, temperaturer klatrede.
hvilke beviser har forskere, at alt dette faktisk skete for omkring 700 millioner år siden? Nogle af de bedste beviser er “cap carbonates” liggende direkte over Neoproterosoiske alder glacial indskud. Cap carbonater-lag af calciumrige sten som kalksten—dannes kun i varmt vand.
klippeformation i Namibia, der viser en type sten, der kun dannes i varmt vand (cap dolostone), der ligger direkte over en type rodet sedimentær sten, dateret til 635 millioner år siden, der almindeligvis findes ved gletschernes margin (diamictite). Billede fra undervisningsbilleder tilgængelig på SnowballEarth.org.
det faktum, at disse tykke, calciumrige klippelag sad direkte oven på klippeaflejringer, der blev efterladt af tilbagetrækkende gletsjere, indikerer, at temperaturerne steg markant nær slutningen af Neoproterosoen og måske nåede et globalt gennemsnit højere end 90 liter Fahrenheit. (Dagens globale gennemsnit er lavere end 60 liter F.)
det tropiske arktiske
et Smithsonian Institution-projekt har forsøgt at rekonstruere temperaturer for den Phaneroiske Eon, eller omtrent de sidste en halv milliard år. De foreløbige resultater, der blev offentliggjort i 2019, viste, at varme temperaturer dominerede det meste af den tid, hvor globale temperaturer gentagne gange steg over 80 liter F og endda 90 liter F—alt for varmt til isark eller flerårig havis. For omkring 250 millioner år siden, omkring ækvator på superkontinentet Pangea, var det endda for varmt til tørvesumpe!
foreløbige resultater fra en Smithsonian Institution projekt ledet af Scott fløj og Brian Huber, der viser jordens gennemsnitlige overfladetemperatur i løbet af de sidste 500 millioner år. I det meste af tiden ser de globale temperaturer ud til at have været for varme (røde dele af linjen) til vedvarende polære iskapper. De seneste 50 millioner år er en undtagelse. Billede tilpasset fra Smithsonian National Museum of Natural History.
geologer og paleontologer har fundet ud af, at de globale temperaturer i de sidste 100 millioner år har toppet to gange. 92 millioner år siden, om 25 millioner år før Jordens sidste dinosaurer uddøde. Udbredt vulkansk aktivitet kan have øget atmosfærisk kulsyre. Temperaturerne var så høje, at champsosaurer (krokodillelignende krybdyr) levede så langt nord som det canadiske Arktis, og skove med varm temperatur trivedes nær Sydpolen.
en anden hothouse periode var Paleocene-Eocene termisk maksimum (PETM) omkring 55-56 millioner år siden. Selvom det ikke var så varmt som kridthuset, bragte PETM hurtigt stigende temperaturer. Under meget af Paleocæn og tidlig Eocæn var polerne fri for iskapper, og palmer og krokodiller levede over polarcirklen.
omkring tidspunktet for det Paleocene-Eocene termiske maksimum havde meget af det kontinentale USA et subtropisk miljø. Denne fossile palme er fra Fossil Butte National Monument. Billede med tilladelse til US National Park Service.
under PETM ser den globale gennemsnitstemperatur ud til at være steget med så meget som 5-8 liter C (9-14 liter F) til en gennemsnitstemperatur så høj som 73 liter F. (igen er dagens globale gennemsnit genert af 60 liter F.) På omtrent samme tid registrerer paleoklimatdata som fossiliseret fytoplankton og havsedimenter en massiv frigivelse af kulsyre i atmosfæren, i det mindste fordobling eller muligvis endda firedobling af baggrundskoncentrationerne.
dybe havtemperaturer var generelt høje i hele Paleocen og Eocen med en særlig varm spids ved grænsen mellem de to geologiske epoker for omkring 56 millioner år siden. Temperaturer i den fjerne fortid udledes af fuldmagter (iltisotopforhold fra fossil foraminifera). Beregningen af temperaturer før 35 millioner år siden (Rød) antager et isfrit hav og gælder ikke for nyere forhold (grå). “K” står i kvartalet. Graf af Hunter Allen og Michon Scott, ved hjælp af data fra NOAA National Climatic Data Center, høflighed Carrie Morrill.
det er stadig usikkert, hvor al kulsyre kom fra, og hvad den nøjagtige rækkefølge af begivenheder var. Forskere har overvejet udtørring af store indre hav, vulkansk aktivitet, optøning af permafrost, frigivelse af metan fra opvarmning af havsedimenter, enorme skovbrande og endda—kort—en komet.
som intet vi nogensinde har set
jordens hotteste perioder—Hadean, det sene Neoproterosoiske, Kridtvarmt drivhus, PETM—opstod før mennesker eksisterede. Disse gamle klimaer ville have været som intet vores art nogensinde har set.den moderne menneskelige civilisation med sit permanente landbrug og bosættelser har udviklet sig i løbet af de sidste 10.000 år eller deromkring. Perioden har generelt været en af lave temperaturer og relativ global (hvis ikke regional) klimastabilitet. Sammenlignet med det meste af Jordens historie er i dag usædvanligt kold; vi lever nu i det, geologer kalder en interglacial—en periode mellem istider i en istid. Men da drivhusgasemissioner opvarmer Jordens klima, er det muligt, at vores planet har set sin sidste istid i lang tid.
Britisk geologisk undersøgelse. Drivhusjord-historien om gamle klimaændringer. Adgang Til 13.Juni 2020.
Engber, D. (2012, 5.juli). Hvad er det hotteste jorden nogensinde har fået?(2018). det er en af de bedste måder at gøre det på . Et tidligt Kambrisk drivhus klima. Videnskab fremskridt, 4(5), easar5690.Hoffman, P. F. (2009). Snebold Jorden. Adgang Til 4. Februar 2014.Hoffman, P. F., Schrag, D. P. (2002). Sneboldjordhypotesen: test af grænserne for global forandring. Terra Nova. 14(3), 129-155.
Huber, B. T., MacLeod, K. G., K. K., kiste, M. F. (2018). Stigningen og faldet af kridt varmt drivhus klima. Global og planetarisk forandring, 167, 1-23.Det Mellemstatslige Panel om klimaændringer (IPCC). (2013). IPCC femte vurderingsrapport-klimaændringer 2013: det fysiske videnskabelige grundlag. Sammendrag for politikere.J. P., J. P., Bauersachs, T., Ehrmann, U., Hillenbrand, C.-D., Gohl, K., Kuhn, G., Bohaty, S. M., Titschack, J., M. L., J., Frederichs, T., Bauersachs, T., Ehrmann, V., van de Flierdt, T., Pereira, P. S., Larter, R. D., Lohmann (2020). Tempererede regnskove nær Sydpolen under peak kridt varme. Natur, 580 (7801), 81-86.Lindsey, R. (2006, 1.Marts). Gamle krystaller antyder tidligere hav. NASA Earth Observatory. Adgang Til 4. Februar 2014.
McInerney, F. A., & fløj, S. L. (2011). Det Paleocene-Eocene termiske maksimum: en forstyrrelse af Kulstofcyklus, klima og Biosfære med konsekvenser for fremtiden. Årlig gennemgang af jord-og Planetvidenskab, 39(1), 489-516.
Paleoclimatology: Hvordan kan vi udlede tidligere klimaer? Mikrobielle Liv Uddannelsesmæssige Ressourcer, Montana State University. Adgang Til 9.Juni 2020.
Retallack, G. J. (2013). Perm og Trias drivhus kriser. Gondvana Forskning, 24 (1), 90-103.
Royer, D. L., Berner, R. A., Monta, I. P., Tabor, N. J., Beerling, D. L. (2004). CO2 som en primær drivkraft for klima. GSA i dag, 14 (3), 4-10.
videnskabelige amerikanske grænser. (2000, 19. December). Dybfrysning. Adgang Til 4. Februar 2014.
søvn, N. H. (2010). Det Hadisk-Arkæiske Miljø. Cold Spring Harbor perspektiver i Biologi, 2(6). doi: 10.1101 / cshperspect.a002527
Søn, Y., Joachimski, M. M., Vig, P. B., Yan, C., Chen, Y., Jiang, H., Vang, L., Lai, S. (2012). Lethally varme temperaturer under det tidlige Trias drivhus. Videnskab, 338 (6105), 366-370.
terrestrisk Paleoklima. Eocene-længdegradienter. Stanford University School of Earth Sciences. Adgang Til 4. Februar 2014.
University of California Museum of Paleontology. Den arkæiske Eon og Hadean og Eocæn epoke. Adgang Til 4. Februar 2014.
Voosen, P. (2019). Projektet sporer 500 millioner års rutsjebane klima. Videnskab, 364 (6442), 716-717.
Leave a Reply