29.3: Globalna zmiana klimatu

W ciągu swojej ~4,5 miliarda lat historii Ziemia doświadczyła okresów ocieplenia i ochłodzenia. Jednak obecny drastyczny wzrost globalnych temperatur znacznie wykracza poza normy cykliczne Ziemi, a dowody na globalne zmiany klimatyczne spowodowane przez człowieka są przekonujące. Paleoklimatologia, nauka zajmująca się badaniem dawnych warunków klimatycznych, dostarcza wielu dowodów na globalne zmiany klimatu spowodowane przez człowieka, porównując niedawne warunki z tymi z przeszłości.

Minione okresy ocieplenia i ochłodzenia

Tylko w ciągu ostatnich 650 000 lat miało miejsce siedem cykli posuwania się i cofania lodowców. Ponad 11 000 lat temu ostatnia epoka lodowcowa nagle się skończyła, wyznaczając początek naszej współczesnej ery klimatycznej, holoceńskiej epoki geologicznej. Większość historycznych zmian klimatycznych jest związana z niewielkimi zmianami orbity Ziemi, które zmieniły ilość promieniowania słonecznego odbieranego przez Ziemię.

Paleoklimatologia

Paleoklimatologia to nauka zajmująca się badaniem warunków klimatycznych oraz ich przyczyn i skutków w całej przeszłości geologicznej Ziemi. Paleoklimatolodzy stosują różne metody naukowe, aby wydedukować przeszłe warunki klimatu i systemu atmosferycznego Ziemi.

Dane dotyczące rdzenia lodowego

Próbki rdzeni lodowych pobrane z grubych lodowców górskich i polarnych pokryw lodowych mogą ujawnić informacje na temat globalnych zmian klimatycznych. Sezonowe przerwy w akumulacji lodu mogą prowadzić do obserwowalnych warstw rdzeni lodowych. Warstwy te można wykorzystać do ustalenia chronologii, przy czym najniższe warstwy są najstarsze. Naukowcy mogą następnie przeanalizować właściwości lodu i uwięzionego w nim materiału (np. pęcherzyków powietrza oraz proporcji izotopów tlenu i wodoru), aby zrekonstruować dawny klimat Ziemi. W ramach Europejskiego Projektu Rdzeniowania Lodowego na Antarktydzie przeanalizowano popiół wulkaniczny uwięziony w rdzeniach lodowych z Antarktydy, aby uzyskać szczegółowy zapis holoceńskiej historii wulkanicznej. Zapis ten ujawnił 96 erupcji w holocenie, z czego 33 miały miejsce w ciągu ostatnich 2000 lat.

Dendroklimatologia

Naukowcy mogą również badać dawny klimat, badając roczne słoje drzew – dziedzina zwana dendroklimatologią. Zasadniczo słoje drzew są szersze w sprzyjających warunkach i węższe w trudnych czasach. Słoje drzew można dokładnie datować, dopasowując słoje z próbki do próbki – nawet próbki z wykopalisk archeologicznych. Chociaż dendroklimatologia ma ograniczenia, słoje drzew są użytecznymi wskaźnikami zastępczymi klimatu, które można wykorzystać do tworzenia rekordów klimatycznych o wysokiej rozdzielczości dla określonych lokalizacji geograficznych.