Predstavte si svet, kde sa topia polárne ľadové pokrývky, hladina mora stúpa a atmosféra je naplnená približne 400 dielmi na milión (parts per million = ppm) oxidom uhličitým. Znie to povedome? Malo by. Práve v tom žijeme. No tento opis zodpovedá aj situácii na Zemi pred viac než tromi miliónmi rokov, teda približne strednej časti geologického obdobia známeho ako pliocén.
Aby sme pochopili, ako by mohla naša planéta reagovať na zvyšovanie globálnych teplôt, vedci sa venujú teplým obdobiam minulosti – kriede (pred asi 90 miliónmi rokov) a rozhraniu období paleocénu a eocénu (pred asi 56 miliónmi rokov). Pre mnohých výskumníkov je však najlepšou referenciou pre terajšie otepľovanie nedávny pliocén, ktorý trval v období pred 5,3 až po 2,6 milióna rokov. V strede
pliocénu bola totiž atmosférická hladina CO2 podobná súčasnej.
Sprievodca do budúcnosti
Nový výskum ozrejmuje, ako planéta reagovala na teplo počas pliocénu. Jedna skupina vedcov zhromažďovala geologické stopy v Arktíde, pretože tam teploty mohli byť vyššie aj o 19 °C ako teraz. Teplo umožňovalo stromom rozrásť sa ďaleko na sever, kde vytvorili arktické lesy, po ktorých sa potulovali trojprsté kone, gigantické ťavy a ďalšie zvieratá. Keď lesy zasiahli blesky, krajinu postihli požiare, vzduchom sa šírili sadze a menila sa klíma regiónu. Ďalší výskumníci zisťovali, ako reagovali oceány, atmosféra a krajina, keď v pliocéne stúpala teplota. Jedna štúdia ukazuje, ako mohlo teplo vyvolať obrovské zmeny v oceánskom prúdení, čo spôsobilo vznik obrovského opačného prúdu v Tichom oceáne, podobný dopravníkovému pásu v súčasnom Atlantiku, ktorý ovplyvňuje počasie i podnebie. Iný výskum naznačuje, že grónske a antarktické ľadové príkrovy mohli rozdielne odpovedať na pliocénne teplo. Všetky novozískané poznatky z výskumu posledného veľkého teplého obdobia pomáhajú vedcom predpokladať, ako sa môže budúcnosť vyvinúť. Nemusí to byť cestná mapa naznačujúca vývoj na ďalších 100 rokov, no pliocén je akýmsi približným sprievodcom k vysokým hladinám morí, miznúcemu ľadu a zmeneným vzorcom počasia, ktoré môžu nastať o stovky až tisícky rokov. Je to prípadová štúdia na pochopenie fungovania teplého podnebia, je to náš najbližší vzor pre budúce podnebné zmeny, povedala Heather Fordová, paleoceánografička z Cambridgeskej univerzity.
PRISM
Už v roku 1988 Geologická služba Spojených štátov (USGS) odštartovala projekt PRISM (pliocénny výskum, interpretácia a synoptické mapovanie), ktorého cieľom je zozbierať čo najviac informácií o prostredí pliocénu. Na začiatku sa PRISM zameral na zbieranie hlbokomorských jadier vyvŕtaných v severnom Atlantickom oceáne. Keďže rôznym druhom morských organizmov sa darí vo vodách rozličných teplôt, porovnanie relatívnej rozmanitosti drobných organizmov zachovaných v hlbokomorských jadrách pomôže vedcom približne zmapovať, ako v minulosti v rôznych obdobiach chladnomilné organizmy ustúpili teplomilným (a naopak). Predbežné výsledky projektu predstavil geológ USGS Harry Dowsett. Výskum priniesol poznatok, že počas pliocénu bolo otepľovanie vo vyšších zemepisných šírkach severného Atlantiku oveľa väčšie. Vedci však naďalej pokračujú v pridávaní záznamov do PRISM-u. Istý medzinárodný tím vyvŕtal jadro sedimentu pod jazerom na Sibíri a zistil, že letné teploty v strede pliocénu tam dosahovali až 15 °C. To je o osem stupňov viac než teraz. Ďalší výskumníci odkryli stopy rastlinných fosílií z rašelinísk, čo naznačuje, že priemerné ročné teploty na kanadskom, teraz zamrznutom ostrove Ellesmere boli až o 18 °C vyššie než v súčasnosti.
Polar-fit
Nedávno sa spojila nová skupina biológov, geovedcov a ďalších expertov v projekte PoLAR-FIT (pliocénna krajina a arktické zostatky – zamrznuté v čase). Tím sa zameriava na Arktídu, pretože táto oblasť sa počas pliocénu oteplila väčšmi než zvyšok planéty, a tak je to aj v súčasnosti. Toto nazývame polárne zosilnenie a v pliocéne bolo ešte silnejšie ako teraz, tvrdí Tamara Fletcherová, paleoekologička na Montanskej univerzite v Missoule. Tá so svojím tímom mapovala na topiacich sa svahoch permafrostu na ostrove Ellesmere čierne vrstvy pliocénneho uhlia. Každá uhoľnatá vrstva reprezentuje oheň, ktorý horel v starodávnom lese. Sledovaním pradávnych udalostí na celom ostrove a ďalších neďalekých ostrovoch Fletcherovej tím objavil, že oheň sa šíril v súčasnej kanadskej polárnej oblasti. Požiare zmenili vegetáciu v celej krajine. Sadze stúpajúce z požiarov zatemnili oblohu, čo mohlo potenciálne viesť k lokálnym či regionálnym zmenám počasia. To, aké dôležité je to pre otepľovanie, sa teraz usiluje zistiť paleoklimatologička Bette Otto-Bliesnerová z Národného centra atmosférického výskumu v Boulderi v Colorade. V roku 2012 vyhorelo v Rusku okolo 283 280 štvorcových kilometrov lesa. O tri roky neskôr na Aljaške vyhorelo viac než 20 230 km². Minulé leto vypukol požiar v ľadovej krajine západného Grónska. Pozorovať oheň v Arktíde bolo doteraz nezvyčajné, no v pliocéne to bolo úplne normálne, hovorí T. Fletcherová. Aj keď výskum nemôže predpovedať, koľko územia Arktídy vyhorí pri rastúcich teplotách, zistenia naznačujú, že sa v budúcnosti treba pripraviť na viac požiarov.
Reč listov
Na základe hustoty otvorov vo fosílnych listoch rastlín pliocénu vedci odhadujú, koľko CO2 bolo vo vtedajšej v atmosfére. Predpoklady sa líšia, ale väčšina z nich odhaduje, že hladiny CO2 boli asi 350 až 450 ppm. Nie je jasné, čo zapríčinilo nahromadenie plynu počas pliocénu; jednou z možností je, že to spôsobili dlhodobé zmeny v karbónových cykloch medzi pevninou, oceánom a atmosférou. Bez ohľadu na zdroj však vysoké hladiny CO2 uväznením tepla v atmosfére spôsobili, že teploty priam vyleteli nahor. Pliocén však nie je dokonalým obrazom súčasnosti. Vedci vedia, prečo teraz množstvo CO2 stúpa – môže za to spaľovanie fosílnych palív a ďalšie ľudské aktivity. Keď priemyselná revolúcia v 19. storočí naberala na obrátkach, atmosférické hladiny CO2 boli asi 280 ppm, v súčasnosti je táto hladina o niečo viac ako 400 ppm a stále rastie. No modelovanie klímy pliocénu môže pomôcť odhaliť, ako Zem reagovala v podobných podmienkach, aké panujú teraz.
Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.
Podľa Science News spracovala BP
Foto Pixabay