Klimatska prošlost

Jedan od načina za predviđanje ponašanja klime je poređenje sa prirodnim klimatskim promenama koje su se događale u prošlosti. Tokom proteklih nekoliko stotina godina, u kojima se vrše istraživanja klime, događale su se klimatske promene značajne za ljudski vek.

Naučna istraživanja otkrivaju da su ove klimatske promene u ljudskoj istoriji beznačajne u poređenju sa onim što se dešavalo u dalekoj prošlosti Zemlje.

Vreme razumevanja klimatskih promena u prošlosti počinje sa teškim izazovom: shvatanje ogromne vremenske skale u kojoj se razvijala istorija klime dok se život ljudi uglavnom meri decenijama.

Faze naših života, kao što su detinjstvo i adolescencija dođu i prođu za nekoliko godina, a naši dnevni životi se zasnivaju na zadovoljavanju potreba i ciljeva u roku od nekoliko dana. Skoro cela istorija Zemlje nalazi se daleko izvan perspektive običnog čoveka.

Prvi metod korišćen za razotkrivanje klime u prošlosti zasnivao se na uzorcima polena iz sedimenata jezera. Borove šume preferiraju hladniju klimu koja manje pogoduje npr. bukvi, tako da polen bora ukazuje na hladniju klimu, za razliku od bukve koja ukazuje na topliju klimu. Taloženjem polena na dnu jezera čuvaju se podaci o prethodnim promenama klime. Fosilni polen može da sadrži podatke i o sušama koje su se događale u prošlosti.

Analizom polena otkriveno je iznenadno zagrevanje koje se dogodilo na kraju poslednjeg ledenog doba, pre oko 11.000 godina. Nakon toga je usledio period hiljadugodišnjeg hlađenja nazvanog Mlađi Drijas. Ovo doba okončano je podjednako brzo kao što je nastupilo, sa većinom temperaturnih promena u periodima od nekoliko godina. Nazvano je po polenu biljke Dryas Octopetala, planinskog cveta koji raste u hladnim predelima.

Pored ove metode koristi se i analiza atoma kiseonika u krečnjaku iz okeanskih sedimenata. Merenjem odnosa različitih izotopa kiseonika naučnici mogu da sastave informacije o temperaturama i drugim faktorima klime u prošlosti.

Ledeni pokrivači i planinski glečeri očuvali su tragove klimatske prošlosti. Uzorci leda, sa velikih dubina, sadrže mehuriće drevne atmosfere. Ovi uzorci otkrivaju koncentracije ugljen-dioksida, metana i drugih gasova staklene bašte.

Godovi na drvetu predstavljaju velidan zapis o temperaturama. Kada je temperatura viša drveće raste bolje, a razmaci između godova su veći.

Tragove o prošlosti klime ostavljaju za sobom i planinski glečeri. Bušotine leda i stena pokazuju promene temperatura sa dubinama uzoraka. Ovi uzorci sadrže informacije o sporijim klimatskim promenama, kao što je „Malo ledeno doba“.

Pre nekoliko vekova, temperature u Evropi, a verovatno i u celom svetu, bile su znatno niže u odnosu na sadašnje. Malo ledeno doba trajalo je od 14. do 19. veka u Evropi, gde je zahlađenje bilo najizraženije. Temperatura je bila u proseku za 1 °C niža u odnosu na današnju.

Klima Malog ledenog doba bila je sumorna, neprijatna i veoma kolebljiva. Decenije hladnog vremena pratile su decenije suša, zagrevanja ili ekstremnih kiša.

Tokom ovog perioda astronomi u Evropi i Kini zabeležili su mali broj pega na Suncu. Bilo je čak i nekoliko decenija kada na Suncu nije bilo pega. Taj period se naziva Maunderov minimum. Topliji period koji je trajao od 9. do 14. veka nazvan je Srednjovekovni optimum.

Temperature u Evropi bile su više nego u periodu Malog ledenog doba, a možda je bilo čak i toplije nego danas. Ovo je bio period stabilne klime i obilnih žetvi u feudalnoj Evropi. Vikinzi, koji su „proizvod“ ovog perioda, plovili su vekovima sve do početka Malog ledenog doba, kada su se povukli sa Grenlanda.

Proteklih 10 milenijuma je period kada se klimatski nije ništa zanimljivo dogodilo. Ovaj period se naziva Holocen.

Najveća promena klime u proteklih 10.000 godina dogodila se pre 8,2 milenijuma. Podaci iz polena govore o iznenadnom zahlađenju i globalnoj suši koja je trajala nekoliko vekova. Ova promena nastala je kao posledica poremećaja cirkulacije u Atlantiku.

Pre 21.000 godina led je pokrivao velike površine Evrope i Severne Amerike. Tada se Zemlja nalazila u poslednjem glacijalnom maksimumu. Nivo mora bio je 120 metara niži nego danas i prosečna temperatura je bila niža za 5-6 °C. Zagrevanje je prvo počelo na južnoj hemisferi pre oko 18.000 godina, dok je na severnoj počelo pre oko 14.000 godina.

Evolucija ledenih pokrivača, njihov rast i povlačenje tokom vremena, izgleda da se poklapa sa varijacijama u orbiti Zemlje oko Sunca. Tokom proteklih nekoliko miliona godina, u vreme kada su kontinenti zauzimali današnji položaj, promene orbite Zemlje bile su glavni pokretač klime.

Tri parametra orbite Zemlje varirala su tokom ciklusa koji s kreću od oko 20.000 do 400.000 godina, a to su: nagib ose, oblik putanje oko Sunca i precesija. Orbitalne promene su se događale tokom cele istorije Zemlje, ali za poslednjih 3 miliona godina postoje čvrsti dokazi.

U vremenskim periodima od više miliona godina nivo atmosferskog ugljen-dioksida je rastao i opadao jer Zemlja „udiše“ ovaj gas. Ciklus ugljenika između planete i atmosfere stabilizuje temperaturu.

Evolucija kopnenih biljaka, pre oko 450 miliona godina, imala je veliki efekat na atmosferski ugljen-dioksid ubrzavajući stopu zagrevanja.

Tokom proteklih 500 miliona godina dogodila su se tri glacijalna perioda na svakih 150 miliona godina.

Naše znanje o klimi u prošlosti mnogo je pouzdanije za prethodnih 500 miliona godina nego za period pre toga. Za ovaj period postoje fosili koji omogućavaju preciznije podatke o klimi u prošlosti, ali klimatska prošlost Zemlje do njenog formiranja i dalje je predmet teorije.

Na Zemlji je u prošlosti bilo i toplije i hladnije nego danas. Podaci su veoma pouzdani, ali budućnost nam je i dalje maglovita.