Maal on kliimamängus üllatav uus mängija: hapnik. Ehkki hapnik ei ole soojust jälitav kasvuhoonegaas, võib selle kontsentratsioon meie atmosfääris mõjutada päikesevalguse maapinnale jõudmist ja uued mudelid viitavad sellele, et mõju on minevikus kliimat muutnud.
Seotud sisu
- Ookeani surnud tsoonid muutuvad kliimamuutuste tõttu globaalselt halvemaks
- Õhus on rohkem süsinikdioksiidi, mis muudab mõned põllukultuurid vähem toitainerikkaks
Hapnik moodustab praegu umbes 21 protsenti planeedi atmosfääri gaasidest, kuid see tase pole Maa ajaloo jooksul ühtlane olnud. Esimese paari miljardi aasta jooksul oli atmosfääris vähe hapnikku. Siis, umbes 2, 5 miljardit aastat tagasi, hakkas fotosünteetiliste tsüanobakterite abil atmosfääri lisama hapnikku. “Hapnik toodetakse fotosünteesi jäätmetena. Seda tarbitakse hingamise kaudu, ”selgitab Michigani ülikooli kliimateadlane Chris Poulsen, täna ajakirjas Science avaldatud uuringu juhtiv autor.
See jäätmeprodukt põhjustas ulatusliku väljasuremise, mida tunti suure hapnikujuhtumi sündmusena. Kuid aja jooksul arenesid välja uued eluvormid, mis kasutavad hingamisel hapnikku või väljutavad seda, ning atmosfääri hapnikusisaldus tõusis jätkuvalt. “Taimsete ainete pikaajaline tootmine ja matmine põhjustab hapniku taseme tõusu, ” selgitab Poulsen. Kui püütud iidne orgaaniline aine maapinnal paljastub, võivad tasemed uuesti langeda ja sellised elemendid nagu raud reageerivad atmosfääri hapnikuga, mida nimetatakse oksüdatiivseks ilmastikuoluks. Nende protsesside tulemusel on atmosfääri hapnikusisaldus viimase 540 miljoni aasta jooksul varieerunud madalaimast 10 protsendist 35 protsendini.
Poulsen ja tema kolleegid uurisid hilis-paleozoja kliimat ja taimi ning kohtumise käigus hakati rääkima, kas hapniku tase võis kliimat minevikus kuidagi mõjutada. Uuringud on näidanud, et atmosfääri süsinikdioksiid on sügava aja jooksul olnud peamine kliimamõjur, nii et enamiku arvates on hapniku roll olnud tühine.
Kuid süsinikuandmetel põhinevad arvutimudelid pole suutnud kõike rekordit selgitada. Näiteks Cenomanianit, hilise kriidiajastu ajastut, iseloomustas kõrge süsinikdioksiid ja hüppeliselt tõusev temperatuur, kuid selle aja mudelid sülitasid tavaliselt välja polaartemperatuuri ja sademete määra, mis on paleogeoloogiliste andmete põhjal võrreldes liiga madalad. Nii hakkas Poulsen hapnikuidee testimiseks kliimamudelit muutma ja tulemused näitasid, et hapniku kontsentratsiooni muutused avaldasid tõepoolest mõju rea tagasiside kaudu.
"Hapniku taseme vähendamine õhendab atmosfääri, võimaldades Maa pinnale jõuda rohkem päikesevalgust, " selgitab Poulsen. Rohkem päikesevalgust laseb planeedi pinnalt aurustuda rohkem niiskust, mis suurendab niiskust. Kuna veeaur on kasvuhoonegaas, jääb Maa pinna lähedale rohkem soojust ja temperatuur tõuseb. Suurenenud õhuniiskus ja temperatuur suurendavad ka sademete arvu. Kui hapniku kontsentratsioon on suurem, muutub atmosfäär paksemaks ja hajutab rohkem päikesevalgust. Selle tagajärjel on kuumuse püüdmiseks vähem veeauru.
Teiste ajaperioodide hapniku mõju lisamine võib viia planeedi mineviku täpsemate mudeliteni, väidavad teadlased. Kuid Poulsen hoiatab, et uuring ei mõjuta Maa praeguse kliima kohta teadaolevat. Planeedi kliima on tänapäeval muutuv, sest kasvuhoonegaaside, näiteks süsinikdioksiidi ja metaani tase tõuseb dramaatiliselt - hapnik pole tegur.
"Hapniku tase langeb täna, kuid väga aeglaselt, umbes kümnetes osades miljoni kohta aastas, " ütleb ta. "See määr on liiga aeglane, et mõjutada tänapäeva kliimat." Andke planeedile veel miljon aastat, ehkki ja tulevased kliimateadlased peavad täieliku pildi saamiseks oma mudelitesse lisama hapniku.
