Автор - Филип Филипов
Повечето хора си мислят, че състоянието, в което се намира Земята в днешно време е нормално - ледени шапки на двата полюса, средна температура на повърхността на планетата около 14-15 градуса и нива на въглероден диоксид във въздуха около 400 части на милион. Все пак през цялото съществуване на човечеството полюсите винаги са били покрити с лед и е трудно да си представим, че някога това е било различно. Но дали винаги е било така и нормално ли е за Земята?
За да отговорим на този въпрос първо се обръщаме към геологията.
Благодарение на дългогодишния труд на учените в сферата, днес може да разберем каква е била температурата на Земята преди милиони години. За да постигнат това, те използват различни методи като измерването на нивата на кислородни изотопи във вкаменени черупки по морското дъно, изучаване на ледовете от Антарктида и изследване на камъни и вкаменелости по земната повърхност и тяхното образуване.
Днес имаме сравнително точна представа, какъв е бил климата на Земята през последните 500 милиона години.
Оказва се, че днешното състояние на планетата, в което има два замръзнали полюса, всъщност изобщо не е нормално за Земята.
За последните 500 милиона години е имало само четири периода, в които Земята изобщо е имала ледена покривка на поне един от полюсите. Тоест само през около една четвърт от тези 500 милиона години Земята е имала ледници.
Най-дългата ледникова епоха от този период, заледяването Кару, е започнала преди около 360 милиона години и е продължила около 110 милиона години. Смята се, че през този ледников период голяма част от земята е била покрита със сняг и лед, като ледниците са приближавали териториите около Екватора. След края й обаче е настъпил рязък период на затопляне. За кратко време ледовете се разтопяват, а средната температура на Земята се покачва до над 30 градуса.
Ако погледнете графиката на Смитсоновия институт ще видите, че климатът на планетата спазва определена закономерност – големите затопляния се превръщат в големи застудявания, а по-малките разлики водят до по-малки промени.
Каква е причината за това?
За да отговорим на този въпрос трябва да погледнем към най-яркия обект в небето след Слънцето и Луната – Венера.
Въпреки че планетата се намира по-близо до Слънцето от Земята, температурата на повърхността на Венера е стотици пъти по-висока от тази на нашата планета – цели 475 градуса по Целзий. Стойност, която не може да бъде обяснена с по-малката дистанция до нашата звезда.
Дълго време учените се чудят каква е причината за тази аномалия, докато най-накрая през 1967г. получават отговор.
През 1961г. Русия започва своята космическа програма „Венера“. Тя цели да приземи сонда на повърхността на Венера. След три неуспешни опита, през 1967г. руските учени изстрелват пробата Венера 4. Тя успява да навлезе в атмосферата на горещата планета и въпреки че е смазана от атмосферното налягане, тя успява да изпрати данни от атмосферата на планетата.
Оказва се, че атмосферата на Венера се състой от около 93% въглероден диоксид, 6-7 % азот и под 1% кислород и водни изпарения.
Тези данни позволяват на учените да разгадаят загадката около високата температура на Венера. Топлината от Слънцето, която достига до повърхността на Венера, не може да се рефлектира заради голямото съдържание на въглероден диоксид, създавайки т.н. парников ефект, който повишава температурата на планетата до 475 градуса.
Това провокира учените да изследват историческите нива на въглероден диоксид на Земята. Те установяват, че климатът на нашата планета е тясно свързан с нивата на въглероден диоксид. През периодите, когато температурата на Земята е висока, то и съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата е високо, а по време на ледниковите период, нивото на СО2 е ниско.
Но какво е довело до тези промени в нивата на въглероден диоксид?
Преди човечеството, най-големите източници на въглероден диоксид на Земята са вулканите. В продължение на милиони години мегавулкани изпускат огромни количества въглероден диоксид, което създава парников ефект на Земята и температурите се повишават. В определени периоди те достигат до над 30 градуса средна температура на повърхността на Земята.
Повишаването на нивото на въглероден диоксид във въздуха обаче позволява започването на други процеси.
Растителният свят започва да се разраства все повече по повърхността на Земята. Огромни широколистни дървета, които поглъщат въглероден диоксид започват да доминират планетата. За няколко милиона години ледовете по полюсите се разтопяват и биват заместени от огромни широколистни гори. Това доказват и откритията на фосилизирани листа от широколистни дървета в северните части на Антарктида и на Северния полюс, както и откритието на кост от най-големия вид динозаври, Титанозавъра, на Антарктида. Фактът, че животно, което изяжда по половин тон растителност на ден и се извисява на над 30 метра, доказва, че в определени периода Антарктида е имало достатъчно гъста гора, която да позволява живота на може би най-голямото създание, ходило някога по Земята.
Разпространението на големите широколистни гори води до понижаване на въглеродния диоксид в атмосферата. При заледяването на Кару то достига до под 300 части на милион, което е по-ниско от днешната стойност.
Земната повърхност започва да отразява голяма част от топлината на Слънцето. В продължението на милиони години температурата на планетата спада, а ледените шапки на полюсите започват да се образуват. Ледовете обаче не спират на полюсите ами започват да покриват териториите към Екватора.
С покриването на Земята с лед започва и друг процес, който в продължението на милиони години бавно ще затопля планетата – липсата на валежи.
Дъждовните облаци абсорбират въглероден диоксид. След като се извалят, този СО2 се пренася от въздуха в реките и така попада в Световния океан. Това спомага за развитието на морски обитатели, които използват въглеродния диоксид, в примес с други елементи, за да създадат черупка около себе си. По този начин въглеродния диоксид на Земята се депозира по морското дъно.
Какво се случва обаче, когато няма валежи?
През ледниковите периоди, когато валежите са незначителни количества, въглеродният диоксид няма как да се депозира по морското дъно. В същото време вулканичните процеси на Земята не спират, а вулканите малко по малко започват да насищат атмосферата с СО2. В течението на милиони години този процес взима превес и температурата на Земята започва да се повишава плавно. Ледниците започват да се топят, а огромни широколистни гори отново превземат планетата. И така процесите се повтарят и до ден днешен.
Процесите, които дават днешния облик на Земята, започват преди около 34 милиона години. След период от над 100 милиона години, в които полюсите са били покрити с гори, започва застудяване.
Антарктида е първото място, където се образуват ледници. Това се дължи на факта, че преди около 180 милиона години, най-студения континент се отделя от Южна Америка. Прекъсването на връзката създава протокът Дрейк, а около Антарктида се заформят силни течения, които обикалят континента. С понижаването на температурата на Земята тези течения стават студени, създавайки изключително студен микроклимат на Антарктида, който позволява образуването на огромни ледници и запазването им в продължение на милиони години.
Застудяването на Земята продължава до преди около 20 000 години, когато свършва последната ледникова епоха, а температурата на Земята започва плавно да се покачва.
И така до днес.
Въпреки че вулканичната активност на Земята е в пъти по-малко от топлите периоди в последните 500 милиона години, днес температурата на Земята се повишава плавно заради отделянето на въглероден диоксид в резултат от човешка дейност. Затоплянето днес обаче все още е много далече от нормите за последните 500 милиона години, през ¾ от които на полюсите е нямало лед, а повърхността на Земята е била доминирана от зелена растителност.
