Klímaváltozás, Globális felmelegedés

A földtörténetből ismert leggyorsabb felmelegedés üteme is elhanyagolható volt a mai klímaváltozáshoz képest. A geológiai bizonyítékok szerint az élővilág képes elviselni a klímakatasztrófát - feltéve, ha van pár ezer éve az alkalmazkodásra, úgy, mint 56 millió évvel ezelőtt. Akkor kétszázezer évbe telt, amíg a Föld visszanyerte korábbi állapotát.

 

Ötvenhat millió évvel ezelőtt, földtörténeti szempontból kurta, alig néhány ezer évet átívelő időszak alatt a globális átlaghőmérséklet 5 Celsius-fokot emelkedett. A bolygót sújtó forróságot a tudomány paleocén-eocén hőmérsékleti maximumként, angol rövidítése után PETM (Paleocene-Eocene Thermal Maximum) néven tartja számon, mivel a paleocén és az eocén korszakok határán következett be. Az éghajlati zónák a sarkok felé tolódtak, az alkalmazkodásra vagy elvándorlásra képtelen fajok kihaltak. Az óceánok legmélyebb régiói elsavasodtak, a víz oxigéntartalma csökkent, ami számos vízi élőlény halálához vezetett. Kétszázezer évbe telt, amíg a Föld visszanyerte korábbi állapotát.

 

Mivel a PETM néhány jellemző vonásában feltűnően hasonlít a ma zajló felmelegedéshez, különösen fontos lehet az akkori események megismerése, hiszen így előre jelezhető lenne a várhatóan bekövetkező eseménysorozat. A fő vádlott mindkét esetben azonos: akkor is a maihoz hasonló nagyságrendű üvegházhatású gáz került az óceánokba és a légkörbe.

 

A legújabb adatok azonban azt bizonyítják, hogy az üvegházhatású gázok mai kibocsátása túlszárnyalja az 56 millió évvel ezelőttit. A fő különbség az, hogy a PETM idején számos fajnak volt ideje alkalmazkodni vagy hűvösebb területekre vándorolni a gyilkos hőség elől a folyamat lassúságának köszönhetően, a mai felmelegedés lényegesen gyorsabb ütemű. Ennek fényében azonban az előrejelzéseket is újra kell írni, hangoztatja a Scientific American júliusi számában megjelenő tanulmány szerzője, Lee R. Kump, a Pennsylvania Egyetem geológus professzora.

 

Elégette a kőzetolvadék a szenet

Abban az időben a Pangea szuperkontinens feldarabolódása a végső stádiumában volt, ami jelentős vulkáni tevékenységgel járt együtt (ekkor alakult ki például az Atlanti-óceán északkeleti része). Az óriási tömegű olvadt kőzet és hőmennyiség Európa és Grönland területén keresztül jutott a felszínre, gyakorlatilag elégetve a szénben gazdag üledékes kőzeteket, sőt akár a felszín közelében lévő kőszenet és kőolajat is. Ennek eredményeképpen az üledékekből nagy mennyiségben szabadult fel a két legveszélyesebb üvegházhatású gáz: a szén-dioxid és a metán.

 

Már ekkor nőhetett néhány fokkal az átlaghőmérséklet, ám a kutatók - többek közt Kump - legújabb felfedezései szerint a vulkáni tevékenység hatására további gázkibocsátás kezdődött, fokozva az ősi klímaváltozást. Az áramlások ugyanis meleg vizet sodortak az alacsony hőmérsékletű tengerfenékig, felolvasztva az üledékben rejlő fagyott metánt. A hidrátok felolvadása után a metánbuborékok a felszínre törtek, és tovább növelték az üvegházhatású gázok mennyiségét a légkörben - ezzel kezdődött a második, intenzívebb felmelegedés. (A metán még hatékonyabban ejti csapdába a hőt, mint a szén-dioxid, de gyorsan átalakul szén-dioxiddá.)

 

A melegedés hatására mind többször alakult ki aszály. A talaj kiszáradásával a növényzet egyre gyakrabban kapott lángra, gigászi erdőtüzek pusztítottak mindenfelé - és további szén-dioxid került a levegőbe. Parázslottak a tőzeglápok és szénmezők, ami szintén a kibocsátást erősítette. (Jelenkori példák alapján tudjuk, hogy a tőzeg- vagy kőszénrétegek akár évtizedekig vagy évszázadokig is izzásban lehetnek.) Az enyhüléssel olvadni kezdtek az örökösen fagyott, sarkköri örökfagy (permafroszt) területek felszíni rétegei. A permafroszt rengeteg szerves anyagot tart fagyasztott állapotban akár több millió évig is. Felolvadva azonban a mikrobák elkezdik lebontani a szerves anyagot, s rengeteg metánt juttatnak a levegőbe. Az Antarktisz jégtakarója már korábban eltűnt.

 

Metán a mélyből

A kezdeti időszakban a felmelegedést egy ideig ellensúlyozta, hogy az óceánok nagyon sok szén-dioxidot tudtak elnyelni. Egy idő után azonban az óceán vize szénsavval telítődött, elsavasodott. Ezzel egyidejűleg a felmelegedő mélytengeri vízrétegek oxigéntartalma csökkent, mert a melegebb víz kevesebb oldott gázt tud magában tartani, mint a hideg. Ez végzetes hatással volt a tengerfenéken és az üledékben tenyésző, mikroszkopikus méretű likacsosházú (Foraminifera) fajokra: 30-50 százalékuk rövidesen kipusztult.

 

E vészforgatókönyv első bizonyítékaira 1990-ben bukkant rá néhány kaliforniai kutató az antarktiszi tengerágy üledékeiből kiemelt rétegmintákban. Ezek alapján sikerült nagy vonalakban rekonstruálni az ősi klímaváltozást. Azóta rengeteg hasonló vizsgálat zajlott, hiszen az üledék rétegei - a fa évgyűrűihez hasonlatosan - ezernyi információval szolgálnak a keletkezésük idején uralkodó viszonyokról: mennyi gáz szabadult fel, melyik volt a domináns gáz, mennyi ideig tartott a mélytengeri gázszivárgás.

 

Bizonyítékok az agyagból

Az egykori vízhőmérséklet megállapításában segíthet a mélytengeri rétegekbe betemetődött ősmaradványhéjak ásványainak oxigénizotópos vizsgálata. A szénizotópok aránya az egykori légkörben lévő üvegházgázok összetételéről nyújt információkat. Néha azonban éppen a kritikus intervallum hiányozhat az adott fúrásból, vagy pedig a későbbi visszaoldódások, átalakulások módosították a héjban az eredeti izotóp-összetételt. A PETM-időszak maradványaival éppen ez a helyzet: az elsavasodott tengervíz jószerével minden szerves vagy meszes maradványt kioldott belőlük.

 

Ezért Kump és nemzetközi kutatócsoportja (amerikai, angol, norvég és holland munkatársakkal) most a Spitzbergák területéről származó fúrást vizsgált meg részletesen, amelyben az agyagos üledékek folyamatos rétegsora sok megoldatlan kérdésre adhat választ. Szerencséjükre egy norvég bányavállalat évekkel ezelőtt lemélyített egy fúrást a kritikus területen, és az így nyert minták rendelkezésre álltak a vizsgálatokhoz. A hajdani légkör üvegházgáz-szintjének meghatározásához kétszáz rétegsor elemzésével a szerves maradványokból kinyert szénizotópok szintjét vizsgálták.

 

 

A felmelegedés üteme attól függ, milyen gyorsan és mennnyi üvegházgáz halmozódik fel a légkörben. Ha minden úgy megy tovább, mint jelenleg, akkor 2400-re 8 fokkal lesz forróbb a Föld az ipari forradalom előtti időhöz képest. A légkörbe körülbelül annyi szén kerül, mint a PETM idején, de sokkal rövidebb idő alatt

 

Több mint kétszáz minta vizsgálata alapján próbálták kimutatni a gázkibocsátás mennyiségét, forrását és időtartamát, majd szoftveresen modellezték a felmelegedést. Számos különböző forgatókönyvet ellenőriztek. Az eredmény mindenkit meglepett: a rendelkezésre álló adatokhoz leginkább illeszkedő változat azt mutatta, hogy a légkörbe és az óceánokba összesen 3000 és 10 000 petagramm (háromezer milliárd és tízezer milliárd tonna) szén-dioxid került. Ez messze több, mint ami a vulkáni tevékenységből és a tengerfenéki metán felszabadulásából származhatott, tehát az örök fagy kiolvadásával és a széntelepek elégésével is számolnunk kell a PETM-időszakban.

 

Ha lassú, akkor kibírható a klímaváltozás

Az üvegházgázok ráadásul - a korábbi becslésekhez képest - lényegesen hosszabb idő alatt, mintegy húszezer esztendő leforgása során halmozódtak fel. Ennek megfelelően az éves üvegházgáz-kibocsátás alig kétmilliárd tonna lehetett, csupán töredéke a mai mennyiségnek. Ez egyben azt is jelenti, hogy a szén-dioxid-koncentráció valószínűleg körülbelül tízszer gyorsabban növekszik napjainkban, mint a PETM idején

 

Ezek az eredmények kulcsfontosságúak: azt mutatják, hogy a klímaváltozás sebességének nagyobb hatása van az élővilágra és az ökoszisztémára, mint a változás mértékének. Az élővilág kedvezőbben reagálhat a lassú változásokra, mint a hirtelen bekövetkező eseményekre. Ilyen eset történt például a kréta időszakban: a felmelegedés a PETM-hez hasonló volt, de nem évezredek, hanem évmilliók alatt következett be, így az élővilág jelentősebb kihalások nélkül megúszta.

 

A tudósok évekig azt feltételezték, hogy a PETM - mint az eddig ismert leggyorsabb klímaeltolódás - nem is lehetett olyan borzalmas, hiszen az élővilág viszonylag kis veszteségekkel kibírta a hőhullámot. Ez viszont komoly erőfeszítésekkel járt. Egyesek alkalmazkodtak, így például az emlősök a PETM idején jóval kisebbek voltak, mint akár az őseik, akár a leszármazottaik. Más fajokat a sarkok felé irányuló vándorlás mentett meg (a tengerben a dinoflagelláták, míg a szárazföldeken a patások vagy a teknősök alkalmazták ezt a megoldást). Csakhogy napjainkban útját állja ennek a civilizáció emelte megannyi válaszvonal, legyen az vasúti sínpálya, autóút, folyami gát vagy nagyváros. Amennyiben elegendő erre az idő, a növény- és állatfajok alkalmazkodhatnak a megváltozott környezethez. Ám ha túl sebes iramban zajlanak az események, adaptálódás helyett kihalás fenyeget.

 

Mivel jelenleg a globális fölmelegedés kezdeti szakaszában vagyunk, bajos megjósolni, mi vár ránk. Tény viszont, hogy az elmúlt évtizedekben az erdőirtás, a járművek és a szénerőművei több mint 30 százalékkal emelték a szén-dioxid mennyiségét a légkörben. Manapság évente 9 petagramm, azaz kilencmilliárd tonna szenet pumpálunk az atmoszférába. Számítások szerint a népességrobbanás és a fejlődő államok iparosodása következtében ez a mérték elérheti az évi 25 milliárd tonnát, közvetlenül a fosszilis energiahordozók kimerülése előtti időszakban.

 

Az új eredmények láttán újra kell gondolnunk a helyzetünket, figyelmeztet Kump. A Föld jégtakarói olvadnak, a tenger szintje emelkedik. A szárazföldeken mind több az aszály és áradás, s ennek okán népcsoportok tömeges vándorlására lehet számítani. A jelenlegi globális fölmelegedés üteme sokszorosa a PETM ideinek, de még nem késő enyhíteni a következményeket - biztat a szerző. Azonnali nemzetközi összefogással csökkenthető a szén-dioxid szintje, és szavatolható, hogy a legutóbbi nagy fölmelegedés megmaradjon maroknyi geológus izgalmas kutatási területének.

 

(Dulai Alfréd, Hiver't-Klokner Zsuzsanna, origo.hu)

Idézet

A sarkkörre úgy tekinthetünk, mint az északi félgömb klímarendszerének hűtőgépére. Amit a tengeri jég eltávolításával csinálunk, az gyökeresen megváltoztatja a hűtőgép működését.

Dr. Mark Serreze, az USA Hó és Jég Adatközpontjának geológusa

 

Cookies make it easier for us to provide you with our services. With the usage of our services you permit us to use cookies.
Ok