Dit artikel werd voor het eerst gepubliceerd in augustus 2014, en het is bijgewerkt met nieuw onderzoek dat sindsdien is gepubliceerd. Dit artikel is een van een tweedelige serie over temperaturen in het verleden, met inbegrip van hoe warm de aarde is geweest ” de laatste tijd.onze 4.54 miljard jaar oude planeet beleefde waarschijnlijk zijn heetste temperaturen in zijn vroegste dagen, toen hij nog botste met andere rotsachtige brokstukken (planetesimalen) die rond het zonnestelsel cirkelden. De hitte van deze botsingen zou de aarde gesmolten hebben gehouden, met temperaturen boven de atmosfeer van 3.600 ° Fahrenheit.

zelfs na die eerste verzengende millennia was de planeet echter vaak veel warmer dan nu. Een van de warmste tijden was tijdens de geologische periode bekend als het Neoproterozoïcum, tussen 600 en 800 miljoen jaar geleden. Tussen 500 miljoen en 250 miljoen jaar geleden waren de omstandigheden ook vaak aan het verzengen. In de laatste 100 miljoen jaar kwamen twee grote hittepieken voor: het Krijt hete kas (ongeveer 92 miljoen jaar geleden), en het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum (ongeveer 56 miljoen jaar geleden).

Cartoon by Emily Greenhalgh, NOAA Climate.gov.

geschiedenis van hete

temperatuurrecords van thermometers en weerstations bestaan slechts voor een klein deel van de 4.54 miljard jaar lange levensduur van onze planeet. Door indirecte aanwijzingen te bestuderen – de chemische en structurele kenmerken van rotsen, fossielen en kristallen, oceaansedimenten, gefossiliseerde riffen, boomringen en ijskernen—kunnen wetenschappers echter vroegere temperaturen afleiden.

geen van deze technieken helpt met de zeer vroege aarde. In de tijd die bekend staat als de Hadean (ja, want het was als Hades), zouden de botsingen van de aarde met andere grote planetesimalen in ons jonge zonnestelsel—waaronder een Mars-formaat waarvan de impact met de aarde waarschijnlijk de maan heeft gecreëerd—de meeste rotsen aan het oppervlak hebben gesmolten en verdampt. Omdat er van zo lang geleden nog geen gesteente op aarde is bewaard, hebben wetenschappers de eerste aardse omstandigheden geschat op basis van waarnemingen van de Maan en Astronomische modellen. Na de botsing die de maan voortbracht, werd de planeet geschat op ongeveer 2.300 Kelvin (3.680°F).

hoe de botsing die de maan van de aarde heeft voortgebracht eruit kan hebben gezien. Botsingen tussen aarde en rotsachtig puin in het vroege zonnestelsel zouden het oppervlak gesmolten hebben gehouden en oppervlaktetemperaturen blaren. Figuur met dank aan NASA.

zelfs nadat de botsingen waren gestopt en de planeet tientallen miljoenen jaren had afgekoeld, waren de oppervlaktetemperaturen waarschijnlijk meer dan 400° Fahrenheit. Zirkoonkristallen uit Australië, slechts ongeveer 150 miljoen jaar jonger dan de aarde zelf, wijzen erop dat onze planeet misschien sneller is afgekoeld dan wetenschappers eerder dachten. Toch, in zijn kindertijd, zou de aarde temperaturen hebben ervaren die veel hoger waren dan wij mensen zouden kunnen overleven.

maar stel dat we de gewelddadige en verschroeiende jaren uitsluiten toen de aarde voor het eerst ontstond. Wanneer is anders het aardoppervlak gezwollen?het ontdooien van de vriezer tussen 600 en 800 miljoen jaar geleden-een periode die geologen het Neoproterozoïcum noemen-wijst erop dat de aarde een ijstijd onderging die zo koud was dat de ijskappen niet alleen de poolbreedte bedekten, maar zich ook tot aan de evenaar uitstrekten. De ijskappen koelden het klimaat af en versterkten hun eigen groei. De aarde bleef duidelijk niet vastzitten in de vriezer, dus hoe is de planeet ontdooid?

zelfs terwijl ijskappen steeds meer het aardoppervlak bedekten, bleven tektonische platen drijven en botsen, zodat vulkanische activiteit ook bleef bestaan. Vulkanen stoten het broeikasgas kooldioxide uit. In onze huidige, meestal ijsvrije wereld, verbruikt de natuurlijke verwering van silicaatgesteente door regenval kooldioxide over geologische tijdschalen. Tijdens de koude omstandigheden van het Neoproterozoïcum, regenval werd zeldzaam. Met vulkanen die koolstofdioxide uitstoten en weinig of geen regenval om rotsen te weerstaan en het broeikasgas te consumeren, klom de temperatuur.welke bewijzen hebben wetenschappers dat dit alles zo ‘ n 700 miljoen jaar geleden is gebeurd? Enkele van de beste bewijzen zijn “cap carbonaten” die direct boven Neoproterozoïcum-leeftijd glaciale afzettingen liggen. Cap carbonaten – lagen van calcium-rijk gesteente zoals kalksteen-alleen vormen in warm water.

rotsformatie in Namibië die een type gesteente laat zien dat zich alleen in warm water vormt (cap dolostone) direct boven een type door elkaar gehaald sedimentair gesteente, gedateerd op 635 miljoen jaar geleden, dat gewoonlijk wordt gevonden aan de rand van gletsjers (diamictiet). Afbeelding van dia ‘ s teaching beschikbaar op SnowballEarth.org.

het feit dat deze dikke, calciumrijke gesteentelagen direct bovenop de gesteenteafzettingen zaten die door terugtrekkende gletsjers achterbleven, wijst erop dat de temperaturen aan het einde van het Neoproterozoïcum aanzienlijk zijn gestegen, en misschien een wereldwijd gemiddelde van meer dan 90° Fahrenheit hebben bereikt. (Het huidige wereldwijde gemiddelde is lager dan 60°F.)

het tropische Arctisch gebied

een Smithsonian Institution project heeft geprobeerd de temperaturen voor het Fanerozoïcum Eon, of ongeveer de laatste half miljard jaar, te reconstrueren. Voorlopige resultaten die in 2019 werden gepubliceerd, toonden aan dat de warme temperaturen het grootste deel van die tijd domineerden, met wereldwijde temperaturen die herhaaldelijk boven de 80°F en zelfs 90°F stegen—veel te warm voor ijskappen of permanent zee-ijs. Ongeveer 250 miljoen jaar geleden, rond de evenaar van het supercontinent Pangea, was het zelfs te warm voor veenmoerassen!

geologen en paleontologen hebben vastgesteld dat de wereldwijde temperatuur in de afgelopen 100 miljoen jaar tweemaal een piek heeft bereikt. Een piek was de Krijt hete kas ongeveer 92 miljoen jaar geleden, ongeveer 25 miljoen jaar voordat de laatste dinosaurussen op aarde uitstierven. Wijdverspreide vulkanische activiteit kan de atmosferische kooldioxide hebben versterkt. De temperaturen waren zo hoog dat champsosaurussen (krokodilachtige reptielen) zo ver naar het noorden leefden als het Canadese Noordpoolgebied, en warmtemperatuurbossen gedijen in de buurt van de Zuidpool.

een andere kasteelperiode was het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum (PETM) ongeveer 55-56 miljoen jaar geleden. Hoewel niet zo heet als het Krijt kasteelhok, de PETM bracht snel stijgende temperaturen. Tijdens een groot deel van het Paleoceen en het vroege Eoceen waren de Polen vrij van ijskappen en leefden er palmbomen en krokodillen boven de poolcirkel.

rond de tijd van het Paleoceen-Eoceen thermal Maximum had een groot deel van de continentale Verenigde Staten een subtropisch milieu. Deze fossiele palm is van Fossil Butte National Monument, Wyoming. Figuur met dank aan U. S. National Park Service.

tijdens de PETM lijkt de gemiddelde temperatuur wereldwijd met 5-8°C (9-14°F) te zijn gestegen tot een gemiddelde temperatuur van 73°F. Op ongeveer hetzelfde moment registreren paleoklimaatgegevens zoals gefossiliseerd fytoplankton en oceaansedimenten een massale uitstoot van kooldioxide in de atmosfeer, ten minste een verdubbeling of mogelijk zelfs een verviervoudiging van de achtergrondconcentraties.

De Temperaturen in de diepe oceaan waren over het algemeen hoog in het Paleoceen en het Eoceen, met een bijzonder warme piek op de grens tussen de twee geologische tijdperken ongeveer 56 miljoen jaar geleden. Temperaturen in het verre verleden worden afgeleid uit proxies (zuurstofisotoop verhoudingen van fossiele foraminifera). De berekening van temperaturen voor 35 miljoen jaar geleden (rood) gaat uit van een ijsvrije oceaan en is niet van toepassing op recentere omstandigheden (grijs). “Q” staat van kwartierstaat. Grafiek Door Hunter Allen en Michon Scott, met behulp van gegevens van het NOAA National Climatic Data Center, met dank aan Carrie Morrill.

Het is nog steeds onduidelijk waar alle kooldioxide vandaan kwam en wat de exacte volgorde van de gebeurtenissen was. Wetenschappers hebben gedacht aan het opdrogen van grote binnenzeeën, vulkanische activiteit, het ontdooien van permafrost, het vrijkomen van methaan door het opwarmen van oceaansedimenten, enorme bosbranden, en zelfs—even—een komeet.

zoals we nog nooit

De heetste perioden van de aarde-het Hadean, het late Neoproterozoïcum, de Krijt hete Kas, de PETM—hebben gezien voordat de mens bestond. Die oude klimaten zouden zijn als niets wat onze soort ooit heeft gezien.

De moderne menselijke beschaving, met zijn permanente landbouw en nederzettingen, heeft zich de afgelopen 10.000 jaar of zo ontwikkeld. De periode was over het algemeen een periode van lage temperaturen en relatieve mondiale (zo niet Regionale) klimaatstabiliteit. Vergeleken met het grootste deel van de geschiedenis van de aarde, is het vandaag ongewoon koud; we leven nu in wat geologen een interglaciaal noemen-een periode tussen glaciaties van een ijstijd. Maar als broeikasgas uitstoot warm klimaat aarde, het is mogelijk dat onze planeet heeft gezien zijn laatste ijstijd voor een lange tijd.

British Geological Survey. Greenhouse Earth – het verhaal van de oude klimaatverandering. Geopend Op 13 Juni 2020.

Engber, D. (2012, 5 juli). Wat is het heetste wat de aarde ooit heeft gekregen?

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). Een vroeg kasklimaat in Cambrium. Science Advances, 4 (5), easar5690.

Hoffman, P. F. (2009). Sneeuwbal Aarde. Geraadpleegd Op 4 Februari 2014.

Hoffman, P. F., Schrag, D. P. (2002). De sneeuwbal aarde hypothese: het testen van de grenzen van globale verandering. Terra Nova. 14(3), 129-155.Huber, B. T., MacLeod, K. G., Watkins, D. K., Coffin, M. F. (2018). De opkomst en ondergang van het Krijt hete kas klimaat. De geschiedenis van de wereld, 1-23.

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). (2013). Vijfde beoordelingsrapport van het IPCC – klimaatverandering 2013: de fysische wetenschappelijke Basis. Samenvatting voor beleidsmakers.

Klages, J. P., Salzmann, U., Bickert, T., Hillenbrand, C.-D., Gohl, K., Kuhn, G., Bohaty, S. M., Titschack, J., Muller, 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). Gematigde regenwouden in de buurt van de Zuidpool tijdens piek krijt warmte. Natuur, 580 (7801), 81-86.

Lindsey, R. (2006, 1 maart). Oude kristallen suggereren eerdere Oceaan. NASA Earth Observatory. Geraadpleegd Op 4 Februari 2014.

McInerney, F. A., & Wing, S. L. (2011). Het Paleoceen – Eoceen thermal Maximum: een verstoring van de koolstofcyclus, het Klimaat en de biosfeer met implicaties voor de toekomst. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 39 (1), 489-516.

Paleoklimatologie: Hoe kunnen we vroegere klimaten afleiden? Microbial Life Educational Resources, Montana State University. Geopend Op 9 Juni 2020.

Retallack, G. J. (2013). Permian en Triassic greenhouse crises. Gondwana Research, 24 (1), 90-103.Royer, D. L., Berner, R. A., Montañez, I. P., Tabor, N. J., Beerling, D. L. (2004). CO2 als een primaire motor van Phanerozoïcum klimaat. GSA vandaag, 14 (3), 4-10.

Scientific American Frontiers. (2000, 19 December). Diepvries. Geraadpleegd Op 4 Februari 2014.

Sleep, N. H. (2010). De Hadeïsche-Archaeïsche Omgeving. 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). Dodelijk hete temperaturen tijdens de vroege Triassische kas. Wetenschap, 338 (6105), 366-370.

terrestrisch Paleoklimaat. Eoceen latitudinale gradiënten. Stanford University School of Earth Sciences. Geraadpleegd Op 4 Februari 2014.University of California Museum of Paleontology. De archeologische Aeon en de Hadean en de Eoceen Tijdperk. Geraadpleegd Op 4 Februari 2014.

Voosen, P. (2019). Project sporen 500 miljoen jaar van achtbaan klimaat. Wetenschap, 364 (6442), 716-717.