خبر

  • تک بورد - در یک جهان در حال گرم شدن، پیش بینی آب و هوا با نگاه به گذشته باستان

    در یک جهان در حال گرم شدن، پیش بینی آب و هوا با نگاه به گذشته باستان


    1 ماه قبل

    آیا گذشته عمیق می تواند به ما در درک آینده خود کمک کند؟
    به لطف انتشار افسارگسیخته گازهای گلخانه ای، سیاره ما در حال دوختن نسخه آب و هوایی هیولای دکتر فرانکنشتاین است. با وجود اینکه دمای ما به سطوح گرمتر پلیوسن 3 میلیون سال پیش نزدیک می شود، هنوز یخ از قسمت های گرمتر پلیستوسن داریم. در همین حال، سطح CO2 ما بین پلیوسن و میوسن 10 میلیون سال پیش است، و ما در خطر یک گرمخانه ائوسنی هستیم که در 40 میل

    در نقطه‌ای، این آمیختگی غیرطبیعی بخش‌های آب و هوایی نامتجانس باید به تعادل جدیدی تبدیل شود - اما در چه نقطه‌ای؟ و این تعادل چگونه به نظر می رسد؟ بسیاری از آن به ما بستگی دارد، بر اساس اینکه چقدر سریع به انتشار گازهای گلخانه ای به صفر می رسیم. اما این به سیاره ما نیز بستگی دارد – اینکه چقدر نسبت به گازهای گلخانه‌ای «حساس» است و به تغییرات چقدر سریع واکنش نشان می‌دهد.

    کشف حساسیت سیاره ما به گازهای گلخانه‌ای از زمان گذشته «جام مقدس» برای دانشمندان بوده است. دهه 1970، اما سرسختانه در برابر تلاش‌ها برای محدود کردن آن مقاومت کرده است. بهترین کاری که می‌توانیم انجام دهیم این است که محدوده وسیعی داشته باشیم: 1.5 تا 4.5 درجه سانتیگراد گرم شدن اگر سطح CO2 دو برابر شود. این یک محدوده دمایی بزرگ است، و ما احتمالاً سطح CO2 پیش از صنعتی را در این قرن دوبرابر خواهیم کرد، حتی اگر می‌خواهیم از گرم شدن بیش از 2 درجه سانتیگراد جلوگیری کنیم. محدود کردن این محدوده برای درک اینکه آب و هوای فرانکشتاین مانند ما در هنگام ته نشین شدن چگونه خواهد بود، کلید خواهد بود. در یک تعادل جدید.

    ما هولوسن را پشت سر گذاشته‌ایم

    بخشی از عدم قطعیت به این دلیل است که رکوردهای ابزار ما فقط کمی از آب و هوای خنکی را که پشت سر گذاشته‌ایم ثبت می‌کند. تا سال 2100، دمای جهانی بین 2.7 تا 3.6 درجه سانتیگراد گرمتر از دوران ماقبل صنعتی است. این گرمتر از کل دوره هولوسن است، دوره زمین شناسی از آخرین یخبندان که در آن جامعه بشری با کشاورزی، شهرها و صنعت شکوفا شد.

    «ما در مورد گرمایشی صحبت می کنیم که برابر با پلیوسن است. دکتر جسیکا تیرنی از دانشگاه آریزونا به من گفت، "اما در سطوح CO2 که... ما را در زمان دورتر به عقب می برد تا ... احتمالاً دوره گرم میوسن."

    در پلیوسن، ما اجداد استرالیالوپیتی بودند که هنوز کاملاً متعهد به زندگی خارج از درخت نبودند. بیشتر یخ هایی که در حال حاضر در گرینلند و غرب قطب جنوب وجود دارد، وجود نداشت و سطح دریاها بین 5 تا 25 متر بالاتر از سال 1900 بود. در میوسن، اجداد ما هنوز میمون بودند، سطح دریاها شاید 48 متر بالاتر بود، و بخش هایی از قطب جنوب. تیرنی گفت: "آب و هوای باستانی تنها زمینه ما برای اینکه یک جهان گرم به نظر می رسد است." ما از مدل‌های خود می‌خواهیم که آن را برای ما شبیه‌سازی کنند، اما اگر می‌خواهیم بدانیم واقعاً در دنیایی با CO2 بالا چه اتفاقی می‌افتد، باید برای نمونه‌ها به گذشته نگاه کنیم.» تبلیغات

    فرو بردن انگشت پا در دریاهای باستانی

    برای انجام این کار، ابتدا باید آن دماهای قدیمی و سطوح CO2 را اندازه گیری کنید.

    از آنجایی که دماسنج یا دماسنج وجود نداشت. در آن زمان، دانشمندان از اندازه‌گیری‌های غیرمستقیم یا «نمایش‌هایی» استفاده می‌کردند که ترکیب شیمیایی، ایزوتوپی یا فیزیکی آن‌ها را متناسب با تغییرات دما، سطح CO2 یا حتی بارندگی تغییر می‌داد. طیف وسیعی از چنین پروکسی هایی وجود دارد که می توانید از بین آنها انتخاب کنید، از معمولی (نسبت های عناصر و ایزوتوپ های مختلف) تا عجیب و غریب (ادرار پاکرات، موم برگ، فلس های پروانه، و منافذ برگ).

    هر پروکسی کالیبره شده است. برای فعال کردن تبدیل به مقدار آب و هوای مربوطه، مانند دما، CO2، رژیم بارندگی و غیره. این کالیبراسیون اغلب ساده نیست، بنابراین پروکسی‌ها معمولاً برای محدود کردن اعداد حساسیت اقلیمی بسیار نامشخص و پر سر و صدا در نظر گرفته می‌شوند. اما این تغییر کرده است.

    برای مثال، تخمین های دما برای ائوسن به شدت متفاوت بود. این به وضوح یکی از دوره‌های گرم‌تر تاریخ سیاره زمین بود، با شرایطی که تصور می‌شد با آینده شدید و غیر محتمل در بدترین حالت، با انتشار بالا مطابقت دارد. با این حال، تخمین‌ها برای اینکه دقیقاً چقدر گرم‌تر از دوران پیش از صنعت بود، بسیار متفاوت بود، از 9 تا 23 درجه سانتی‌گراد گرم‌تر. تناقضات بین پراکسی‌ها، روش‌ها و بازه‌های زمانی همگی به نویز اضافه می‌شوند.

    چندین پروژه برای رفع این مشکلات تنظیم شده‌اند. در یک مثال، دکتر گوردون اینگلیس از دانشگاه ساوتهمپتون، با کمک همکاران، مجموعه بزرگی از پروکسی ها را با پوشش جهانی معقول به دقت سرپرستی و تجزیه و تحلیل کرد. انگلیس سال گذشته از طریق ایمیل به من گفت: «ما چندین روش (برای اولین بار) را بررسی کرده‌ایم و آن را روی یک مجموعه داده (برای اولین بار) اعمال کردیم. "این امکان مقایسه سیب در برابر سیب بین روش ها را فراهم می کند." تبلیغات

    تخمین تیم از دمای اولیه ائوسن نشان می‌دهد که این دوره 10 تا 16 درجه سانتی‌گراد گرم‌تر از دوران پیش از صنعت بوده است. این تخمین قوی‌تر و دقیق‌تر از قبل است و دانشمندان را قادر می‌سازد حساسیت آب و هوایی را برای زمان ما 3.1 درجه سانتی‌گراد گرم شدن در هر دوبرابر شدن CO2 تخمین بزنند و این مقدار را در آخرین گزارش IPCC تأیید می‌کند. اما رویکرد سختگیرانه تیم برخی از مشکلات را برجسته کرد. به عنوان مثال، یک پروکسی دمای دریایی مبتنی بر چربی میکروبی به نام "TEX86" تمایل دارد که دمای گرم تری نسبت به سایر پروکسی ها ایجاد کند و برخی از پروکسی های خشکی (فسیل های برگ، گرده و مواد شیمیایی به نام "GDGTs شاخه ای" از باکتری های خاک و ذغال سنگ نارس) زمانی که دمای محیط آنها در حدود 25 درجه تا 30 درجه سانتیگراد است، حداکثر می شود.

    "اگر داده های زمینی را حذف کنیم ... تخمین های دمایی بسیار بالاتری دریافت می کنیم."

    پروکسی دریایی. داده ها اغلب از اجساد پلانکتون ریز اندازه گیری می شوند که فقط 0.01 میلی متر (.004 اینچ) عرض دارند. ایزوتوپ‌های اکسیژن در بقایای پلانکتون‌ها دمای آب دریا را که پلانکتون‌ها در آن زندگی می‌کردند به ما می‌گویند، اما این ایزوتوپ‌ها می‌توانند در طول میلیون‌ها سال قبل از نمونه‌برداری در مقبره‌های رسوبی خود تغییر کنند.

    این مشکل کار اولیه‌ای را تحت تأثیر قرار داد. پیشنهاد می شود که آب و هوای گرم گذشته دارای مناطق استوایی بود که تقریباً مانند امروز خنک بودند. معلوم شد که ایزوتوپ‌های آن اسکلت‌های کوچک پس از مرگ توسط آب‌های زیرزمینی سرد مجدداً تنظیم شده‌اند، بنابراین اکنون دانشمندان فقط از اجساد بکر استفاده می‌کنند که به سرعت در خاک رس دفن شده‌اند و آب را مسدود می‌کنند.

    در موارد دیگر، ناسازگاری‌ها وجود دارد. بین آزمایشگاه‌های مختلف سیگنال‌های آب و هوایی را تحت تأثیر قرار داده‌اند، بنابراین دانشمندان برای اطمینان از اینکه آزمایشگاه‌ها یک خط پایه ثابت دارند، مواد شیمیایی مرجع استاندارد ساخته‌اند. این عدم قطعیت در اندازه‌گیری‌های دی‌اکسید کربن باستانی بر اساس ایزوتوپ‌های بور را با مرتبه‌ای از قدر کاهش داد. در همین حال، ابزارهای حساس به طور فزاینده‌ای امکان دریافت نتایج بهتر از نمونه‌های کوچک‌تر را فراهم کرده‌اند و دریچه‌ای را به روی تکنیک‌های جدید و قوی‌تر باز می‌کنند.

    این تلاش‌ها باعث شده است که اقلیم‌های باستانی ("دیرین اقلیم") جایگاهی برابر با سایر اقلیم‌ها داشته باشند. خطوط شواهدی که دانشمندان به دنبال کاهش عدم قطعیت آب و هوا برای آینده ما هستند. پروفسور دن لانت از دانشگاه بریستول به من گفت: "این دوره های زمانی پالئو به طور بالقوه ابزار بسیار قدرتمندی هستند که به ما امکان می دهند مدل های خود را تنظیم کنیم."


    تگ ها:

    جهان , بینی , نگاه , گذشته , باستان


    v 12




خبرهای دیگر از علوم پایه