Крижинка дрейфує на Шпіцбергені, Норвегія. Sven-Erik Arndt / Arterra / Universal Images Group через Getty Images

Щороку морський крижаний покрив у Північному Льодовитому океані зменшується до найнижчої точки в середині вересня. Цього року він вимірює лише 1.44 мільйона квадратних миль (3.74 мільйона квадратних кілометрів) - друге найнижче значення за 42 роки, як супутники почали проводити вимірювання. Сьогодні крига покриває лише 50% площі вона охоплювала 40 років тому в кінці літа.

Цього року мінімальний рівень льоду є найнижчим у 42-річному супутниковому рекорді, за винятком 2012 року, посилюючи довгострокову тенденцію до зниження льодовикового покриву Арктики. Кожне з останніх чотирьох десятиліть у середньому поступово зменшує літній морський лід. НЦДСЛ

Як показала Міжурядова комісія з питань зміни клімату, рівень вуглекислого газу в атмосфері є вище, ніж будь-коли в історії людства. Останній раз, коли концентрація CO2 в атмосфері досягла сьогоднішнього рівня - близько 412 частин на мільйон - було 3 мільйони років тому, під час епохи пліоцену.

Як геологи, які вивчають еволюція клімату Землі та як це створює умови для життя, ми бачимо, що змінюються умови в Арктиці є показником того, як зміна клімату може перетворити планету. Якщо глобальні викиди парникових газів продовжуватимуть зростати, вони можуть повернути Землю до пліоценових умов, з вищим рівнем моря, зміненою погодною структурою та зміненими умовами як природний світ та людські суспільства.

Пліоцен Арктика

Ми є частиною команди вчених, які аналізували осадові ядра Озеро Ельгіґитґін на північному сході Росії в 2013 році, щоб зрозуміти клімат Арктики під вищими атмосферними рівнями вуглекислого газу. Викопна пилок, що зберігається в цих ядрах, свідчить про те, що плиоцен Арктика сильно відрізнялася від свого сучасного стану.

Сьогодні Арктика - це безлісна рівнина з лише рідкісною рослинність тундри, такі як трави, осока та кілька квітучих рослин. На відміну від російських осадових ядер пилок таких дерев, як модрина, ялина, ялиця та болиголов. Це свідчить про це бореальні ліси, які сьогодні закінчуються на сотні миль на південь та захід у Росії та за Полярним колом на Алясці, колись сягали аж до Північного Льодовитого океану через більшу частину Північного Льодовитого регіону Росії та Північної Америки.

Оскільки в Пліоцені в Арктиці було набагато тепліше, льодовикового покриву Гренландії не існувало. Невеликі льодовики вздовж гірського східного узбережжя Гренландії були одними з небагатьох місць з цілорічним льодом в Арктиці. Пліоценова Земля мала лід лише на одному кінці - в Антарктиді - і цей лід був менш обширна і більш схильна до плавлення.

Оскільки океани були теплішими, і в Північній півкулі не було великих крижаних покривів, рівень моря був на 30-50 футів (9-15 метрів) вище по всій земній кулі, ніж сьогодні. Берегові лінії були далеко від суші, де вони зараз знаходились. Райони, які зараз є Центральною долиною Каліфорнії, півостровом Флорида та узбережжям Мексиканської затоки, були під водою. Так само була земля, де стоять такі великі прибережні міста, як Нью-Йорк, Маямі, Лос-Анджелес, Х'юстон та Сіетл.

Тепліші зими на сьогоднішньому заході США зменшили сніговий покрив, який в наші дні постачає значну частину води регіону. Сьогодні на Середньому Заході та Великих рівнинах було настільки тепліше і сухіше, що вирощувати там кукурудзу чи пшеницю було б неможливо.

Чому в пліоцені було так багато СО2?

Як концентрація СО2 під час плиоцену досягла рівня, подібного до сьогоднішнього? Люди не з’являться на Землі принаймні ще мільйон років, і наше використання викопного палива є ще недавнім. Відповідь полягає в тому, що деякі природні процеси, що відбувалися на Землі протягом її історії, виділяють СО2 в атмосферу, тоді як інші споживають його. Основною системою, яка підтримує цю динаміку в рівновазі та контролює клімат Землі, є природний глобальний термостат, регульований гірськими породами хімічно реагує з CO2 і витягніть його з атмосфери.

Парниковий ефект призводить до підвищення поверхневих температур і місцями дощів. Разом вони прискорюють вивітрювання силікатних порід. Швидше вивітрювання, у свою чергу, виводить більше СО2 з атмосфери (жовта стрілка). Сила парникового ефекту залежить від атмосферного рівня CO2. Греташум / Вікіпедія

У ґрунтах певні гірські породи постійно розпадаються на нові матеріали в реакціях, що споживають СО2. Ці реакції, як правило, прискорюються, коли температура і кількість опадів вищі - саме кліматичні умови, що виникають при підвищенні концентрації парникових газів в атмосфері.

Але цей термостат має вбудований регулятор. Коли CO2 і температури зростають, а вивітрювання гірських порід прискорюється, це витягує більше CO2 з атмосфери. Якщо CO2 починає падати, температури охолоджуються, а вивітрювання гірських порід уповільнюється у всьому світі, витягуючи менше CO2.

Реакції вивітрювання гірських порід також можуть працювати швидше, коли ґрунт містить багато нових мінеральних поверхонь. Прикладом можуть бути райони з високою ерозією або періоди, коли тектонічні процеси Землі штовхали землю вгору, створюючи великі гірські ланцюги з крутими схилами.

Термостат вивітрювання гірських порід працює з геологічно повільними темпами. Наприклад, наприкінці ери динозаврів, приблизно 65 мільйонів років тому, вчені підрахували, що рівень атмосферного СО2 становив від 2,000 до 4,000 частин на мільйон. Потрібно було понад 50 мільйонів років, щоб природним чином зменшити їх до приблизно 400 частин на мільйон у плиоцені.

Оскільки природні зміни рівня СО2 відбувалися дуже повільно, циклічні зрушення в кліматичній системі Землі також були дуже повільними. Екосистеми мали мільйони років, щоб адаптуватися, пристосовуватися і повільно реагувати на зміну клімату.

{vembed Y = 2hNgEVFMJnQ}
Літні спекотні хвилі змінюють північ Сибіру, ​​відтаючи вічну мерзлоту і створюючи умови для масштабних пожеж.

Пліоценове майбутнє?

Сьогодні діяльність людини переважає природні процеси, які витягують CO2 з атмосфери. На зорі промислової ери в 1750 р. Атмосферний СО2 становив приблизно 280 частин на мільйон. Людям знадобилося всього 200 років, щоб повністю змінити траєкторію, розпочату 50 мільйонів років тому, і повернути планету до рівня СО2, якого не було протягом мільйонів років.

Більша частина цієї зміни відбулася після Другої світової війни. Зараз щорічне збільшення на 2-3 частини на мільйон є загальним явищем. І у відповідь Земля нагрівається швидкими темпами. Приблизно з 1880 року планета потепліла 1 градус Цельсія (2 градуси за Фаренгейтом) - в рази швидше, ніж будь-який епізод зігрівання за останні 65 мільйонів років історії Землі.

В Арктиці втрати відбиваючого снігу та крижаного покриву посилили це потепління до +5 C (9 F). Як результат, літнє покриття арктичного морського льоду стає все нижчим і нижчим. Вчені прогнозують, що Арктика буде такою влітку абсолютно без льоду протягом наступних двох десятиліть.

Це не єдине свідчення різкого потепління Арктики. Вчені зафіксували екстремальні темпи літнього плавлення через льодовиковий лист Гренландії. На початку серпня, останній крижаний шельф Канади на території Нунавута, впав у море. Частини Арктичний Сибір та Шпіцберген, група норвезьких островів у Північному Льодовитому океані, цього літа досягла рекордно високих температур.

Прибережні міста, регіони сільськогосподарських хлібних кошиків та запаси води для багатьох громад будуть кардинально різними, якщо ця планета повернеться до пліоценового світу CO2. Це майбутнє не є неминучим - але щоб уникнути цього, зараз знадобляться великі кроки, щоб зменшити споживання викопного палива та відмовити на термостаті Землі.

Про авторів

Джулі Бригам-Грет, професор геологічних наук, Університет штату Массачусетс, Амхерст та Стів Печ, доцент кафедри геологічних наук, Університет штату Массачусетс, Амхерст

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

Життя після вуглецю: наступна глобальна трансформація міст

by Pетер Пластрік, Джон Клівленд
Майбутнє наших міст не те, що раніше. Модель сучасного міста, яка увійшла в глобальний масштаб у ХХ столітті, пережила свою корисність. Він не може вирішити проблеми, які йому допомогли створити - особливо глобальне потепління. На щастя, у містах з'являється нова модель розвитку міст для агресивного вирішення реалій зміни клімату. Це перетворює дизайн спосіб міст і використовувати фізичне простір, створювати економічні багатства, споживають і розпоряджатися ресурсами, експлуатувати і підтримувати природні екосистеми, і підготуватися до майбутнього. Доступний на Amazon

Шосте вимирання: неприродна історія

автор: Елізабет Колберт
За останні півмільярда років було п'ять масових вимирань, коли різноманітність життя на землі раптово і різко скоротилося. Учені в усьому світі в даний час моніторинг шостого вимирання, за прогнозами, буде найбільш руйнівним вимирання з астероїдом, який знищив динозаврів. На цей раз навколо, катаклізм нас. У прозі, яка одразу відверта, розважальна та глибоко поінформована, Житель Нью-Йорка письменниця Елізабет Колберт розповідає, чому і як люди змінили життя на планеті так, як жоден вид до цього не існував. Переплетення досліджень у півдесятка дисциплін, описи захоплюючих видів, які вже були втрачені, та історія вимирання як поняття, Колберт дає зворушливий та всебічний виклад зникнень, що відбуваються перед нашими очима. Вона показує, що шостого вимирання, ймовірно, буде найбільш міцне спадщина людства, змушує нас переосмислити фундаментальне питання про те, що значить бути людиною. Доступний на Amazon

Кліматичні війни: боротьба за виживання як перегрів світу

від Гвінне Дайер
Хвилі кліматичних біженців. Десятки невдалих держав. Повна війна. Від одного з найбільших світових геополітичних аналітиків виходить жахливе уявлення про стратегічні реалії найближчого майбутнього, коли зміни клімату спрямовують світові сили на політику виживання. Старовинні і невпинні, Кліматичні війни буде однією з найважливіших книг найближчих років. Читайте і дізнатися, що ми наближаємося до. Доступний на Amazon

Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, та ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.