כישוף של התחממות כדור הארץ לפני 55 מיליון שנה הופעל על ידי לא אחת אלא שתי הזרקות של גזי חממה לאטמוספרה - ושיעור הגידול מצביע על כך שאירוע ההתחממות העתיק עשוי להכיל שיעורים חשובים למה לצפות עם שינוי האקלים של ימינו.
תוכן קשור
- מיתון, לא זיוף, שקע טיפה בפליטות פחמן בארה"ב
- מה אנו יכולים ללמוד על ידי חפירת סודות הפחמן העמוק בכדור הארץ
- נסע לאורך זמן עמוק עם כדור הארץ האינטראקטיבי הזה
- גז, ככל הנראה מתאן, מחלחל מ -570 אתרים בחוף המזרחי
אחת הדרכים הטובות ביותר לחקור כיצד ההתחממות הגלובלית הנגרמת על ידי בני אדם תשפיע על כדור הארץ בעתיד היא ללמוד את הדרך בה הכוכב שלנו הגיב לשינויי אקלים בעבר. חוקרים רבים חושבים שהמקסימום התרמי של Paleocene – Eocene (PETM) לפני 55 מיליון שנה רלוונטי במיוחד למצבנו הנוכחי, מכיוון שהוא כלל גם הזרקה מסיבית של פחמן לאטמוספרה שהובילה לטמפרטורות גלובליות.
לא כל החוקרים משוכנעים שיש לנו הרבה מה ללמוד מ- PETM. כמה מחקרים העלו כי האקלים אז השתנה לאט בהרבה מכפי שהוא משתנה כעת, כאשר הפחמן האטמוספרי הצטבר בהדרגה במשך כ- 20, 000 שנה, אולי בגלל השחרור האיטי של גזים וולקניים. מחקרים נוספים נוספים הגיעו למסקנה כי שינויי ה- PETM התרחשו במהירות רבה מדי להשוואה עם מצבנו הנוכחי. מחקר שנערך בשנה שעברה העלה כי הפחמן האטמוספרי התייקר תוך מספר שנים בלבד, אולי בגלל זרם פחמן אדיר כתוצאה מפגיעת שביט.
אולם העדויות הגיאולוגיות האחרונות, שפורסמו היום ב- Nature Geoscience, גורמות לתרחישים ההתחממות "איטית מדי" ו"מהירה מדי "להתחיל להיראות לא סביר. במקום זאת, ככל הנראה קצב השינוי היה "ממש מתאים" להשוואה בין מודרניות.
חוקרים בראשותו של גייב בואן מאוניברסיטת יוטה קידחו גרעין 820 מטר מהקרקע ליד פאוול, וויומינג. הדגימה שלהם חותכת בקרקעות קדומות - שהפכה כעת לאבן - שנוצרה לפני, במהלך ואחרי PETM. שכבות האדמה מכילות אלפי גושים קרבונטיים, אשר בכל אחד מהם יש זני פחמן המשקפים את הרכב האטמוספרה בזמן שנוצרה הנודולה. על ידי מדידת זנים אלה, או איזוטופים, בתוך כל נקודה, החוקרים יכלו לבנות תמונה של האופן בו התווסף פחמן לאווירה הקדומה. זו לא הפעם הראשונה שחוקרים בונים רשומת פחמן כזו עבור PETM - פרופילים דומים נוצרו באמצעות מידע מליבות המשקעים הימיים. החוקרים חושבים כי משקעים ימיים מתפצלים על ידי בעלי חיים חופרים, ומטשטשים את פרט תמונת הפחמן באופן שלא מתרחש כל כך בקלות ביבשה.
גרעינים משקעים אפורים ומעוגלים של קרבונט מנקדים ליבות משקע אלה שנקדחו מצפון וויומינג. (ביאנקה מייבאואר, אוניברסיטת יוטה) התוצאות מראות כי פחמן הוזרם לאטמוספרה במשך כמה אלפי שנים - בערך באותה קצב של פליטת היום. הם גם מצאו שלפחות 992 מיליון טונות של פחמן נכנסו לאטמוספרה בשנה - זה בסדר גודל של השיעור השנתי של היום של 10.5 מיליארד טון.
אך אולי הממצא המעניין ביותר היה כי נראה כי ה- PETM כלל שני פולסים פחמניים נפרדים. כמה אלפי שנים לפני שה- PETM נכנס למלוא עוצמתו הייתה תקופה קצרה של התחממות כדור הארץ. רמות הפחמן האטמוספרי שהעלו במהלך 1500 שנה אולי נשארו גבוהות במילניום בערך ואז חזרו במהירות לשגרה. אחרי עוד כמה אלפי שנים, רמות הפחמן עלו שוב - אך הפעם הן נשארו גבוהות במשך עשרות אלפי שנים, מה שגרם לאירוע PETM האמיתי.
"זו הראיה החזקה הראשונה לכך שהיו שני הקטניות הללו ברווחים מאוד בזמן", אומר מחבר המחקר סקוט ווינג, פליוביולוג במוזיאון הטבע ההיסטורי של סמיטסוניאן. זו תצפית משמעותית, הוא אומר, מכיוון שזה אומר שאנחנו יכולים להעריך טוב יותר בדיוק מה הפעיל את ה- PETM. "זה כמעט מביך שעוד לא הספקנו לעשות זאת, " אומר ווינג. "זה הדבר הראשון שמישהו רוצה לדעת - אבל אפילו 20 שנה לאחר זיהוי ה- PETM אנחנו עדיין מתווכחים על הגורם."
נראה כי התוצאות החדשות פוסלות את התרחיש האיטי מאוד, המושרה וולקנית - הפחמן נכנס לסביבה מהר מדי מכדי שזה יעבוד. ומכיוון שהיו שני פעימות התחממות ברורות, גם תרחיש השביט נראה חלש. "היית צריך שיהיו לך שני שביטים נפרדים - זה נשמע קצת כמו תחינה מיוחדת, " אומר ווינג.
הפליאוביולוג סקוט ווינג ממוסד סמיתסוניאן מחזיק במדגם ליבה שנקדח מתצורת וילווד של ויומינג במחקר שהובל על ידי אוניברסיטת יוטה בפרק ההתחממות הגלובלית לפני כמעט 56 מיליון שנה. (ויליאם קלייד, אוניברסיטת ניו המפשייר) במקום זאת, טוענים המחברים כי שחרור של מתאן מהמשקעים מתחת לפני הקרקע יסביר הן את קצב השינוי והן את הפולסים הכפולים המסקרנים. בדרך כלל מתאן זה ננעל בבטחה בצורה יציבה שנקראת מתאן clathrate, אך אפילו מפולת תת-מימית עשויה היה להספיק כדי לערער את יציבותו של שטח הקרקע ולפתוח משקע עצום של שטח. אירוע מסוג זה יכול היה לעורר את הדופק הקצר של ההתחממות הגלובלית לפני האירוע הראשי של PETM.
בתגובה לדופק ראשוני זה, יתכן שאוקיינוסים של כדור הארץ הספגו את עודף החום האטמוספרי. אולם אם הם עשו זאת, יתכן שמנגנון ההחלמה הטבעי הזה עורר את האירוע המרכזי. אוקיינוסים חמים יותר יכולים בעצמם לערער את היציבות במרבצי המשקל, מה שעשוי להסביר מאיפה הגיע דופק הפחמן השני, אומר ווינג. אם תרחיש זה נכון, הוא הופך את ה- PETM לרלוונטי עוד יותר להיום - האוקיאנוסים מתחממים פעם נוספת, ומשקעים מרובעים מתחת לקרקעית הים שוב מתחילים להתייצב.
נראה כי נחתים של מתאן המשוחררים משקעים באגם Baikal ברוסיה מבעבעים בקרח. (לואיז מוריי / רוברט הרדינג תמונות עולמיות / קורביס) "הייתי קצת סקפטי לגבי המחקר בהתחלה - בדרך כלל קשה לפרש קרבונט אדמה", אומר הנריק סוונסן מאוניברסיטת אוסלו, נורבגיה. "אבל זה נראה כמו מחקר נחמד ויסודי שאכן מוסיף פרספקטיבות חדשות ל- PETM." מה שלא ברור, מוסיף סווינסן, הוא הסיבה שהדופק הכפול לא ממש הופיע בבירור במחקרים אחרים, בהתחשב בכך שכמה קבוצות של גיאולוגים העובדים במקומות אחרים בעולם השתמשו באיזוטופים של פחמן בסלעים כדי לשחזר תנאים אטמוספריים במהלך ה- PETM בפירוט גבוה יחסית.
חוקרים אחרים אומרים כי ראו רמזים לשני הקטניות במחקרים הקודמים שלהם. לדוגמה, יינג קואי ולי קאמפ מאוניברסיטת פנסילבניה ועמיתיהם פרסמו בשנת 2011 ניתוח לאיזוטופים של פחמן בשקעים ימיים של PETM מול חופי שפיצברגן באוקיאנוס הארקטי. "זיהינו גם שני פולסים, הקשורים להתפלגות ושטיחות ברשומת איזוטופ הפחמן", אומר קומפ.
אף על פי כן, לא כולם משוכנעים כי העדויות האחרונות נשמעות כביכול מוות בתרחישים מתחממים קודמים. ג'יימס רייט מאוניברסיטת רוטגרס כתב יחד עם המאמר של השנה שעברה וטען כי התחממות PETM התרחשה במהירות, אולי בגלל שביט. מכיוון שהתוצאות החדשות מראות תנאים אטמוספריים שחזרו לקדמותם בין הדופק הראשון לשני, איננו יכולים להיות בטוחים שלדופק הראשון יש רלוונטיות ישירה ל- PETM, הוא אומר. זה ישאיר את הדרך פתוחה לדופק השני להיות אחראי בלעדי - מה שאומר שאנחנו לא יכולים לשלול לחלוטין את תסריט השביט.
אם וינג ועמיתיו צודקים ואירוע ההתחממות הגלובלית של PETM דומה לזה של ימינו, אנו יודעים שזה לא השוואה מושלמת. העולם היה מקום שונה מאוד לפני 55 מיליון שנה. למשל, עוד לפני ה- PETM, הכוכב כבר היה כל כך חם עד שלא היו מכסי קרח. אנחנו גם לא צריכים להתנחם יותר מדי מהעובדה ש- PETM לא גרם להכחדה המונית משמעותית, אומר ווינג, מכיוון שאמנם ההתחממות הגלובלית הנוכחית אינה מאיימת על קיום המין שלנו, אך היא מאיימת על אורח חיינו. "על מה אנחנו מדברים זה שינויים מאסיביים שעלולים לגרום לסכום אנושי למדי ולא יאומן של הדברים שכולנו מכירים ביקרנו", הוא אומר.
