Śladami pogody zaznaczonymi kredą (1)
Geolodzy, klimatolodzy oraz oceanografowie są pewni, że znaleźli przyczynę współczesnych zmian klimatu, określanych powszechniej jako „globalne ocieplenie”. Ślady prowadzą ok. 115-116 min lat wstecz, w czasy, gdy panowała epoka postępującego ochłodzenia wód, w wyniku której załamał się oceaniczny ekosystem. Można stwierdzić, że globalne ochłodzenie w cieplarnianych warunkach może zakłócić równowagę ekosystemów morskich i wpłynąć na cykle biogeochemiczne w skali porównywalnej do tej związanej z globalnym ociepleniem.
Geologiczną historię Ziemi rozpisano na jednostki ery, okresy, epoki, piętra tworząc tzw. tabelę stratygraficzną.
Opracowując ją uwzględniono zmiany w świecie organicznym, zmiany klimatu, wielkie ruchy górotwórcze. Zazwyczaj nie zdajemy sobie sprawy z rzeczywistej rozpiętości czasowej tych jednostek. Spójrzmy przykładowo na zjawiska zachodzące w ziemskiej atmosferze 2-2,5 mld lat temu, nazywane wielkim zdarzeniem oksydacyjnym (ang. Great Oxygenation Event, w skrócie GOE). Intrygujące jest też wspomniane nagłe ochłodzenie klimatu (Cold Snap), datowane na dolną kredę. Istnieją poważne przesłanki, że ochłodzenie wód otwierającego się wówczas Atlantyku odpowiada za ówczesny kryzys życia. Naukowcy są pewni, że analizując powyższe zdarzenia będą mogli wyjaśnić przyczynę występowania współczesnego efektu szklarnianego i nagłego ocieplenia klimatu oraz ery suchej zimy. Obecnie klimat umiarkowany z suchą zimą (Cwb) charakterystyczny jest dla wysokich równin pomiędzy zwrotnikami Meksyku, Peru, Boliwii, Madagaskaru, Zambii, Zimbabwe i RPA oraz centralnej Argentyny, poza zwrotnikami. Zimą zauważalnie się ochładza, opady są niskie. Lato jest bardzo deszczowe. W tropikach pora deszczowa jest spowodowana przez tropikalne masy powietrza, a suche zimy przez subtropikalne wyże. Umiarkowane temperatury są konsekwencją dużej wysokości. Zmiany klimatyczne dolnej kredy zmieniły planetarne warunki pogodowe na miliony lat. Zespół składający się z brytyjskich ekspertów i badaczy z niemieckich uniwersytetów rozpoczął badania, w których po raz pierwszy opisano paralelę między globalnym ochłodzeniem planety przed miliardem lat a załamaniem ekosystemu wodnego w późnym mezozoiku. Po raz pierwszy badania podają przedziały czasowe okresów i zmian temperatur. Z analizy geochemicznej i mikropaleontologicznej osadów geologicznych w Oceanie Atlantyckim wynika, że ok. 115-116 mln lat temu temperatura powierzchni Ziemi spadła o ok. 5°C w czasie 2,5 mln lat. Miało to miejsce w wyniku zdecydowanych zmian w zjawisku nazywanym globalnym cyklem węgla. O co dokładnie chodzi? O obieg węgla między biosferą, litosferą, hydrosferą a atmosferą. Nieprzypadkowo ta aktywność biogeochemiczna pokrywa się z rozpadem superkontynentu Pangei, który miał miejsce właśnie w mezozoiku. W okresie jurajskim rozerwanie się Pangei na części północną Laurazję oraz południową, odtworzoną Gondwanę, spowodowało powstanie centralnego Oceanu Atlantyckiego. Reasumując, pod koniec wczesnej kredy zaczęła się największa w dziejach Ziemi transgresja (stopniowe zalewanie powierzchni lądu przez morze), dzięki czemu w późnej kredzie poziom wszechoceanów był wyższy od dzisiejszego o ponad 200 m. Zmiany tektoniczne spowodowały rozszerzenie i rozlanie się nowych oceanów wokół dzisiejszej Afryki, Ameryki Południowej i Europy. Umożliwiło to wytworzenie się nowych miejsc, w których ogromne ilości węgla z dwutlenku węgla ulegały przemianie w węgiel organiczny. Odbywa się to w ramach fotosyntezy, przeprowadzanej głównie przez morskie glony. Liczba glonów rosła, a ich martwe ciała odkładały się na dnie oceanicznym i przekształcały w organiczne skały osadowe, bogate w węgiel. Średnia zawartość dwutlenku węgla w kredzie wynosiła ok. 1700 ppm, był to poziom 6-krotnie wyższy niż przed rewolucją przemysłową. Wpływy geologiczne i klimatologiczne doprowadziły do wycofania z atmosfery olbrzymich ilości dwutlenku węgla, węgiel został „uwięziony” na powierzchni i pod powierzchnią planety. Spadek ilości dwutlenku węgla w atmosferze spowodował zmniejszenie się efektu cieplarnianego i wyraźny spadek temperatury na powierzchnio globu. Okres ten trwał ok. 2 mln lat.
Według badań zaczęła wówczas wzrastać podmorska aktywność wulkaniczna. Najaktywniejsze wulkany znajdowały się na dnie dzisiejszego Oceanu Indyjskiego, na co wskazują geochemiczne i mikropaleontologiczne znaleziska. Rozpoczął się kolejny cykl węglowy. Ogromne ilości gazów wulkanicznych z dwutlenkiem węgla zaczęły unosić się do atmosfery, co znowu wywołało efekt cieplarniany. Klimat stawał się coraz cieplejszy, ale wszystko skończyło się nagłym ochłodzeniem, o którym mówiliśmy na początku. Klimat planety jest niczym serce. Jego bicie szybkie dla człowieka, wolne wobec geologicznego wieku Ziemi, odbija w sobie niekończące się zmiany. Mają one bezpośredni związek z wydarzeniami w jądrze Ziemi, trwającymi miliony lat. Ważny wpływ na klimat ma również ekosystem oceaniczny i tempo przemian ewolucyjnych w obrębie biosfery.
Po raz pierwszy naukowo, na podstawie konkretnych odkryć i analiz, udało nam się wykazać, ze spadki czy wzrosty temperatur rzędu kilku stopni prowadzą zawsze do pewnych skrajności klimatycznych. Śmiertelnych dla Życia, ale niezbędnych dla naturalnego geologicznego rozwoju Ziemi, mówi Thomas Wagner z Uniwersytetu Newcastle, który bierze udział w tym badaniu. Genezę zmian klimatycznych możemy porównać do wahadła, którego ruchu nie potrafimy zatrzymać ani zmienić za pomocą dostępnej technologii. Kiedyś wywarliśmy juz wpływ na klimat tylko naszą obecnością na planecie, a jej procesy biochemiczne stale dostosowują się do naszego istnienia, dodaje Wagner. Wszystkie ekosystemy i procesy mechaniczne zachodzą od pierwsze dnia istnienia Ziemi. Procesy te rozgrywają się w różnym czasie i w różnych miejscach, utrzymując dzięki temu niewidzialną równowagę. Jej naruszenie nieistotne czy z przyczyn długofalowych, czy nagłych oznacza ogromne konsekwencje dla całego systemu geologicznego i życia na Ziemi. Zmiany te nie trwają tygodni, lat czy stuleci…
Zgadza się z tym Hannes Baumann z School of Marine and Atrnospheric Sciences na Stony Brook University w stanie Nowy Jork. Jego zespół badawczy naniósł na mapę zmiany temperatur oceanicznych w ciągu ostatnich 30 lat i odkrył ogromne różnice regionalne we wzorach algorytmicznych ogrzewania i ochładzania się wody. Np. w ciągu ostatnich 20 lat południowoamerykańskie wybrzeże Oceanu Spokojnego wyraźnie się ochładza, co w pełni zgadza się z długoterminowymi szacunkami ekspertów, zakładającymi zwiększenie się ilości chłodnych prądów głębinowych w kierunku wybrzeża. Jednak w północnej części Pacyfiku i Atlantyku wody wykazują tendencję do ocieplania, nawet 3-krotnie większego niż średnia globalna. Zmiany klimatyczne zachodzą wszędzie, ale nigdy w tym samym stopniu i w jednym kierunku, mówi Baumann. Dla mieszkańców północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych klimat ociepla się dużo szybciej od średniej światowej. W okolicy Santiago w Chile klimat zaś ochładza się w wyraźnie odczuwalny sposób.
Dlaczego tak się dzieje? Baumann twierdzi, że z klimatologicznego punktu widzenia świat się „spłaszcza”. Co to oznacza? Wpływy atmosferyczne na wyżej położone wody przybrzeżne ogrzewają wodę dużo szybciej niż w partiach położonych niżej. Ma to globalny wpływ na tzw. pionowy gradient temperatury. Według niego temperatura powinna spadać średnio o 0,5°C na 100 m wysokości, jednak z wyżej wymienionych przyczyn gradient ten jest o wiele mniej zauważalny. Musi to mieć jakiś wpływ na organizmy i cały ekosystem oceaniczny, zaczynając od planktonu i kończąc na wielorybach. Życie morskie od niepamiętnych czasów kieruje się pionowym gradientem, wyjaśnia Baumann. Trend ocieplania nie oznacza, że pewnego dnia nagle się „upieczemy”, ale na pewno spowoduje ogromną reorganizację fauny i fory oceanicznej. A woda, również ta niezdatna do picia, jak wiadomo, jest podstawą życia.
