לכדור הארץ יש שחקן חדש ומפתיע במשחק האקלים: חמצן. למרות שחמצן אינו גז חממה שלוכד חום, ריכוזו באטמוספירה שלנו יכול להשפיע על כמה אור השמש מגיע לאדמה, ודגמים חדשים טוענים כי השפעה שינתה את האקלים בעבר.
תוכן קשור
- אזורי המלח האוקיאניים מחמירים בעולם בגלל שינויי אקלים
- יותר פחמן דו חמצני באוויר הופך את הגידולים לחסרי מזון פחות
חמצן מהווה כיום כ -21 אחוז מהגזים באטמוספירה של כדור הארץ, אך רמה זו לא הייתה יציבה לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ. במשך מיליארד השנים הראשונות, היה מעט חמצן באטמוספירה. ואז, לפני כ -2.5 מיליארד שנה, החמצן החל להתווסף לאווירה על ידי ציאנו-בקטריות פוטוסינתטיות. "חמצן מיוצר כתוצר פסולת של פוטוסינתזה. זה נצרך באמצעות הנשמה, "מסביר מדען האקלים מאוניברסיטת מישיגן כריס פולסן, מחבר הראשי של המחקר שפורסם היום ב- Science .
מוצר פסולת זה עורר הכחדה המונית המכונה אירוע החמצן הגדול. אך עם הזמן התפתחו צורות חיים חדשות המשתמשות או גורשות חמצן בהנשמה, ורמות החמצן האטמוספרי המשיכו לעלות. "ייצור וקבורה של חומר צמחי לאורך תקופות ארוכות גורם לרמות חמצן לעלות", מסביר פולסן. רמות יכולות ליפול שוב כאשר אותו חומר אורגני קדום שנחשף ליבשה, ואלמנטים כמו ברזל מגיבים עם חמצן מהאטמוספרה, תגובה הנקראת בליה חמצונית. כתוצאה מתהליכים אלה, רמות החמצן האטמוספרי השתנו משפל של 10 אחוז לגובה של 35 אחוזים במהלך 540 מיליון השנים האחרונות בערך.
פולסן ועמיתיו חקרו את האקלים והצמחים של פליוזואיק המנוח, ובמהלך פגישה הם החלו לדבר אם רמות החמצן אולי איכשהו השפיעו על האקלים בעבר. מחקרים הראו כי דו תחמוצת הפחמן האטמוספרי הייתה הנהגת האקלים העיקרית לאורך זמן עמוק, כך שרוב חשבו שתפקיד החמצן היה זניח.
אולם דגמי מחשב המבוססים על נתוני פחמן לא הצליחו להסביר את כל מה שיש ברשומה. לדוגמה, הקנומן, עידן הקרטיקון המאוחר, סומן על ידי פחמן דו חמצני גבוה וטמפרטורות מרקיעות, אך דגמים של תקופה זו בדרך כלל מפטרים טמפרטורות קוטביות ושיעורי משקעים נמוכים מדי בהשוואה לנתונים שנלקחו מהתיעוד הפליאולוגי. אז פולסן החל לשנות מודל אקלימי לבדיקת רעיון החמצן, והתוצאות הראו כי לשינויים בריכוז החמצן אכן הייתה השפעה באמצעות שורה של פידבקים.
"הפחתת רמות החמצן מדליקה את האטמוספרה, ומאפשרת לאור שמש נוסף לשטח כדור הארץ", מסביר פולסן. אור שמש יותר מאפשר ליותר לחות להתאדות מעל פני כדור הארץ, מה שמגביר את הלחות. מכיוון שאדי מים הם גז חממה, יותר חום נלכד בקרבת פני כדור הארץ, והטמפרטורות עולות. הלחות והטמפרטורה המוגברים מביאים גם לעלייה במשקעים. לעומת זאת, כאשר ריכוזי החמצן גבוהים יותר, האווירה מתעבה ומפזרת אור שמש יותר. כתוצאה מכך, יש פחות אדי מים ללכידת החום.
הוספת השפעות החמצן בתקופות זמן אחרות עלולה להוביל למודלים מדויקים יותר של עבר כדור הארץ, טוענים החוקרים. אולם פולסן מזהיר כי המחקר לא השפיע על מה שידוע על האקלים הנוכחי של כדור הארץ. האקלים של כדור הארץ משתנה היום מכיוון שרמות גזי החממה כמו פחמן דו חמצני ומתאן עולים באופן דרמטי - חמצן אינו גורם.
"רמות החמצן יורדות היום אך בקצב איטי מאוד, כעשרות חלקים למיליון בשנה", הוא אומר, "שיעור זה איטי מכדי להשפיע על האקלים בעולם המודרני." ומדעני האקלים העתידיים יצטרכו להוסיף חמצן למודלים שלהם כדי לקבל את התמונה המלאה.
