Maapallolla on yllättävä uusi pelaaja ilmastopelissä: happi. Vaikka happi ei ole lämpöä tartuttava kasvihuonekaasu, sen ilmakehän pitoisuus voi vaikuttaa siihen, kuinka paljon auringonvaloa pääsee maahan, ja uusien mallien mukaan vaikutus on muuttanut ilmastoa aiemmin.
Asiaan liittyvä sisältö
- Valtameren kuolleet alueet pahenevat maailmanlaajuisesti ilmastonmuutoksen vuoksi
- Enemmän hiilidioksidia ilmassa tekee jotkut viljakasvit vähemmän ravitseviksi
Happi muodostaa tällä hetkellä noin 21 prosenttia planeetan ilmakehän kaasuista, mutta tämä taso ei ole ollut tasainen koko Maan historiassa. Pari ensimmäistä miljardia vuotta ilmakehässä oli vähän happea. Sitten, noin 2, 5 miljardia vuotta sitten, happi alkoi lisääntyä ilmakehään fotosynteettisinä syanobakteereina. ”Happi tuotetaan fotosynteesin jätetuotteena. Se kulutetaan hengityksen kautta ”, selittää Michiganin yliopiston ilmastotieteilijä Chris Poulsen, joka on tänään Science- julkaisussa julkaistun tutkimuksen pääkirjailija .
Tämä jätetuote sai aikaan massiivisen sukupuuton, joka tunnetaan nimellä suuri hapettumistapahtuma. Mutta ajan myötä kehittyi uusia elämän muotoja, jotka käyttävät happea tai heikentävät sitä hengityksessä, ja ilmakehän happitasot nousivat edelleen. "Kasviaineen tuotanto ja hautaaminen pitkään aiheuttaa happipitoisuuden nousua", Poulsen selittää. Tasot voivat laskea taas, kun loukkuun jäänyt muinainen orgaaninen aine altistuu maalle, ja elementit, kuten rauta, reagoivat ilmakehän hapen kanssa, jota kutsutaan hapettavaksi sääksi. Näiden prosessien seurauksena ilmakehän happitasot ovat vaihdelleet 10 prosentin korkeimmasta 35 prosentin korkeimpaan viimeisen 540 miljoonan vuoden aikana.
Poulsen ja hänen kollegansa tutkivat myöhään paleozojaisen ilmaston ja kasveja, ja kokouksen aikana he aloittivat keskustelua siitä, vaikuttivatko happitasot jollakin tavalla ilmastoon aiemmin. Tutkimukset ovat osoittaneet, että ilmakehän hiilidioksidi on ollut syvän ajan pääasiallinen ilmastonmuuttaja, joten hapen rooli on useimpien mielestä ollut vähäinen.
Hiilitietoihin perustuvat tietokonemallit eivät kuitenkaan ole kyenneet selittämään kaikkea ennätyksessä olevaa. Esimerkiksi Cenomanian, iän myöhäisessä kriidissä, leimasi korkea hiilidioksidi ja nousevat lämpötilat, mutta tämän ajan mallit sylkisivät yleensä polaariset lämpötilat ja sademäärät, jotka ovat liian alhaiset verrattuna paleogeologisen tutkimuksen tietoihin. Joten Poulsen aloitti ilmastomallin muokkaamisen hapen idean testaamiseksi, ja tulokset osoittivat, että happipitoisuuden muutoksilla oli todellakin vaikutusta joukon palautteita.
"Happipitoisuuden alentaminen ohentaa ilmakehän, jolloin enemmän auringonvaloa pääsee maan pinnalle", Poulsen selittää. Lisää auringonvaloa antaa enemmän kosteutta haihtua planeetan pinnalta, mikä lisää kosteutta. Koska vesihöyry on kasvihuonekaasua, enemmän lämpöä jää loukkuun lähellä Maan pintaa ja lämpötilat nousevat. Lisääntynyt kosteus ja lämpötila johtaa myös sateiden lisääntymiseen. Sitä vastoin, kun happipitoisuudet ovat korkeammat, ilmapiiri paksenee ja hajottaa enemmän auringonvaloa. Seurauksena on, että vesihöyryä on vähemmän lämmön vangitsemiseksi.
Hapen vaikutusten lisääminen muina ajanjaksoina voisi johtaa tarkempiin malleihin planeetan menneisyydestä, tutkijat sanovat. Mutta Poulsen varoittaa, että tutkimuksella ei ole vaikutusta siihen, mitä tiedetään maan nykyisestä ilmastosta. Maapallon ilmasto muuttuu tänään, koska kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin ja metaanin, tasot nousevat dramaattisesti - happi ei ole tekijä.
"Happipitoisuus laskee tänään, mutta erittäin hitaasti, noin kymmeniä osia miljoonaa kohti vuodessa", hän sanoo. "Tämä määrä on aivan liian hidas vaikuttamaan ilmastoon nykymaailmassa." Anna planeetalle vielä miljoona vuotta, vaikkakin, ja tulevien ilmastotieteilijöiden on lisättävä happea malleihinsa saadakseen täydellisen kuvan.
