Dołącz do ZIELONA INTERIA także na Facebooku
"Przecież to nic nowego, bo klimat zawsze się zmieniał" - to zdanie powszechnie pojawia się w różnorakich dyskusjach. To argument o tyle ciekawy, że jest jednocześnie zarówno zupełnie prawdziwy, jak i kompletnie nie trafia w sedno sprawy.
To oczywiste, że klimat na Ziemi zmieniał się zawsze. Zdarzały się okresy, kiedy nasza planeta była i dużo zimniejsza niż dziś, na przykład podczas ostatniej epoki lodowcowej zakończonej około 11,5 tys. lat temu, jak i dużo cieplejsza - 56 mln lat temu średnia temperatura na Ziemi była o 6 st. Celsjusza wyższa, niż dziś. Problemem jest nie sama zmiana, ale to, jak się ona dokonuje. Obecne zmiany klimatu najprawdopodobniej niemal nie mają sobie równych w liczącej miliardy lat historii naszej planety.
Jak bada się historię klimatu Ziemi?
Naukowe pomiary meteorologiczne mają historię sięgającą nie dalej, niż 200 lat wstecz. Precyzyjne pomiary zawartości dwutlenku węgla w atmosferze prowadzone są zaledwie od 1958 r., gdy uruchomiono aparaturę pomiarową w obserwatorium Mauna Loa na Hawajach. Mimo to naukowcy mają wiedzę o tym, jak zmieniało się stężenie CO2 w atmosferze w ciągu co najmniej 800 tys. lat, i solidne podstawy do oszacowania jego stężenia nawet wiele milionów lat temu. Podobnie z poziomem globalnych temperatur - ich wysokość można wywnioskować na podstawie wielu geologicznych przesłanek.
Mamy wiedzę o tym, jak zmieniał się skład naszej atmosfery w ciągu ostatnich setek tysięcy lat, bo możemy badać ją bezpośrednio. Drobne bąbelki powietrza zachowały się w lodzie, który odkłada się w Arktyce i na Antarktydzie. Większość próbek pobranych wokół Bieguna Północnego ma do około 150 tys. lat. Pobrany w 2017 r. przez naukowców z Uniwersytetu Princeton arktyczny rdzeń lodowy pobił wszelkie rekordy - najniższe jego partie liczyły aż 2,7 mln lat. Jako że warstwy lodu odkładają się, podobnie jak pierścienie drzew, w rocznych cyklach, klimatolodzy mogą precyzyjnie ustalić pochodzenie każdego pęcherzyka i zmierzyć, z czego dokładnie składała się atmosfera w tamtym czasie.
To nie jedyny sposób na ustalenie tego, jak wyglądał klimat naszej planety w odległej przeszłości. Do ustalenia panujących w danym regionie temperatur czy intensywności opadów wykorzystuje się pomiar pierścieni drzew, w tym z drewnianych przedmiotów odkrywanych w ramach wykopalisk archeologicznych, ale też na przykład badania osadów z dna jezior czy wewnętrznej struktury powstających pod wpływem wilgoci jaskiniowych stalaktytów i stalagmitów.
Dzięki tym pomiarom wiemy, że zmiany zawartości CO2 w atmosferze bezpośrednio wiążą się ze zmianami temperatur. Ale wiemy też, że tempo obecnych zmian jest bezprecedensowe przynajmniej w ciągu ostatnich 800 tys. lat, a być może w o wiele dłuższym okresie.
Epoki lodowcowe i inne naturalne cykle klimatyczne
Istnieje kilka cyklicznych procesów wpływających na zmiany klimatyczne. Jednym z nich są zmiany w ilości energii produkowanej przez Słońce. Nasza gwiazda w skali miliardów lat staje się coraz jaśniejsza, przez co do Ziemi i innych planet dociera coraz więcej energii. Ale na ten długofalowy proces, którego skutki dają się zaobserwować w skali dziesiątek czy setek milionów lat, nakładają się krótkoterminowe wahania w słonecznej aktywności. Fluktuacje Słońca w ciągu ostatniego tysiąca lat przekładały się na Ziemi na zmiany globalnej temperatury o 0,1 do 0,2 st. Celsjusza. W ciągu ostatnich dziesięcioleci Słońce nieco przycichło i do Ziemi dociera z niego nieco mniej energii, co w zasadzie powinno prowadzić do obniżenia globalnych temperatur.
Drugi astronomiczny proces wpływający na ziemski klimat to tak zwane cykle Milankovicia. Odkryte przez serbskiego astronoma Milutina Milankovicia regularne zmiany w nachyleniu ziemskiej osi wynikają z tego, że nasza planeta, obracając się wokół własnej osi, kołysze się wokół niej jak kręcący się bączek.
Zmiana nachylenia osi Ziemi wpływa na zmiany nasłonecznienia powierzchni Ziemi nawet o 10 proc. od średniej. Gdy Ziemia znajduje się w większej odległości od Słońca zimą, a nachylenia osi obrotu jest niewielkie, na biegunach pada więcej śniegu, który nie topnieje podczas zimniejszego lata. Skutkiem jest to, że obszary polarne pokrywa coraz większa lodowa czapa, która odbija promieniowanie słoneczne, ochładzając klimat całej planety.
Prowadzi to do znanych wszystkim epok lodowcowych, które w ciągu ostatniego miliona lat zdarzały się dość regularnie, w odstępach około 100 tys. lat. Cykl epok lodowcowych składa się z dłuższych, zimnych okresów przerywanych krótszymi, cieplejszymi, takimi jak ten, w którym dziś żyjemy. To proces cykliczny, więc ponownie zmienia się nachylenie osi Ziemi, klimat wraca do cieplejszego stanu. Ale to nie tłumaczy obecnego ocieplenia. Przeciwnie. Znajdujemy się właśnie w punkcie cykli Milankovicia, w którym nasza planeta powinna zacząć się ponownie ochładzać. W ciągu najbliższych 60 tys. lat globalna temperatura powinna spaść o około 5 st., prowadząc do kolejnej epoki lodowcowej. Wszystko wskazuje na to, że do niej nie dojdzie przez trwające ocieplenie.
Jak szybko zmienia się klimat?
Najnowsze szacunki mówią, że od ostatniej epoki lodowcowej globalna temperatura wzrosła o 4-5 st. Celsjusza. Proces ocieplania trwał, bagatela, 7 tys. lat. Dla porównania, w ciągu zaledwie ostatnich 200 lat poziom atmosferycznego CO2 wzrósł o 40 proc. a globalna temperatura o nieco ponad 1 st. Celsjusza. Jeśli nic się nie zmieni, do końca stulecia osiągniemy wzrost temperatury porównywalny z tym, jaki towarzyszył końcowi ostatniej epoki lodowcowej w ciągu zaledwie 250 lat. To najszybsze znane naukowcom naturalne zmiany temperatury na skalę globalną.
Zobacz również:
Po ostatniej epoce lodowcowej globalny klimat był dość stabilny. Nasza cywilizacja powstała zapewne wkrótce po jej zakończeniu, około 11 tys. lat temu. Od tej pory w ziemskim klimacie nie było większych rewolucji. Ta stabilność pomogła naszym przodkom rozwinąć rolnictwo, zbudować miasta i stworzyć królestwa i imperia. W późnej starożytności globalna temperatura zaczęła nieco spadać - to zapewne efekt wspomnianych cykli Milankovicia, prowadzących do kolejnej epoki lodowcowej. Ale ta "mała epoka lodowcowa" gwałtownie skończyła się wraz z nastaniem epoki przemysłowej.
Od końca XVII w. globalne temperatury niemal stale rosną, przynajmniej kiedy patrzy się na trendy obejmujące nie miesiące czy lata, ale dziesięciolecia. Temperatury, które panują na Ziemi w XXI w., nie mają sobie równych w ciągu ostatnich 125 tys. lat. A to ocieplenie dopiero się zaczyna - gdy ostatnio na Ziemi stężenie CO2 przekraczało 400 PPM, globalna temperatura była o 1,8-3,6 st. Celsjusza wyższa niż obecnie. Wynika to z tego, że ogrzewanie planety to czasochłonny proces, który dopiero się zaczął. Nawet jeśli dziś przestaniemy emitować CO2, ocieplanie będzie trwać, aż planeta nie osiągnie nowego stanu równowagi.
Dlaczego szybkie zmiany klimatu są niebezpieczne?
Życie na Ziemi istniało i miało się doskonale w czasach, kiedy w atmosferze było więcej CO2, niż obecnie, i kiedy globalne temperatury były tak wysokie, że na Spitsbergenie żyły krokodyle, a w północnej Kanadzie zwierzęta podobne do dzisiejszych hipopotamów. Jest jednak jedno ważne zastrzeżenie: klimat w tych epokach był w miarę stabilny. Żywe istoty miały miliony lat na dostosowanie się do takich warunków.
Dziś właśnie tempo zmiany temperatur może okazać się zabójcze. Dotychczasowe zmiany klimatu przebiegały przez setki tysięcy czy miliony lat: na tyle wolno, że zwierzęta, rośliny i całe ekosystemy miały czas się do nich przystosować - albo na drodze doboru ewolucyjnego, albo przez migrację w korzystniejsze dla siebie regiony. Mimo tego stosunkowo letargicznego procesu naturalnych zmian klimatycznych wiele gatunków, takich jak mamuty czy nosorożce włochate, zapłaciły za ocieplenie klimatu wyginięciem. Dziś zmiany, które kiedyś zachodziły przez milenia, następują w ciągu dziesięcioleci. Żywe istoty nie mają szans ani dostosować się do nich, ani uciec przed ich skutkami.
Zobacz również:
Zdarzyło się jednak w historii Ziemi kilka okresów, kiedy globalne temperatury zmieniały się gwałtownie, tak jak zmieniają się dzisiaj. Naukowcy są przekonani, że te skoki były wywołane ogromnymi emisjami gazów cieplarnianych do atmosfery. Rezultaty nie były przyjemne. Zazwyczaj wyznaczały koniec trwających miliony lat epok w geologii i historii życia. Pod koniec Triasu, Permu i w Kambrze wiązały się z wielkimi wymieraniami, które pochłaniały większość gatunków zamieszkujących Ziemię. Precyzyjna ocena tempa wzrostu stężenia CO2 w atmosferze w skali dziesięcioleci czy stuleci jest trudna kiedy mówimy o okresach geologicznych oddalonych od nas o dziesiątki milionów lat, ale naukowcy są przekonani, że dzisiejsze zmiany klimatyczne są co najmniej równie szybkie jak te, które prowadziły do wielkich wymierań. A być może są zdecydowanie szybsze.
W rezultacie ocieplenia świata o 5 st. Celsjusza po ostatniej epoce lodowcowej poziom mórz na całym świecie wzrósł aż o 120 m. A badania klimatologów sugerują, że osiągnięcie takiego ocieplenia jest jak najbardziej realne, jeśli ludzkość nie ograniczy swoich emisji gazów cieplarnianych. Już w XIX w. szwedzki fizyk-noblista Svante Arrhenius oszacował, że podwojenie zawartości CO2 w atmosferze oznacza wzrost globalnej temperatury o około 3 st. Celsjusza. Jego obliczenia zostały potwierdzone przez późniejsze badania naukowców. Przed epoką przemysłową w atmosferze Ziemi znajdowało się 278 cząsteczek CO2 na mln. Dziś jest ich już ponad 420 na mln, a tempo, w jakim pompujemy gazy cieplarniane do atmosfery, ciągle rośnie. Podwojenie przedindustrialnego poziomu, czyli stężenie 556 PPM w obecnym tempie nastąpi około 2060 r.
Żaden naturalny proces nie tłumaczy ani takiego wzrostu CO2, ani towarzyszącego mu wzrostu temperatur. Globalne ocieplenie nie ma żadnego innego podpartego faktami wytłumaczenia niż to, mówiące, że odpowiadają za nie emisje gazów cieplarnianych produkowanych przez ludzkość.
