Komuniteti i modelimit të klimës ka qenë veçanërisht i shqetësuar nga ciklet glaciare/interglaciare të tre milionë viteve të fundit, kur Hemisfera Veriore ka osciluar midis periudhave me dhe pa shtresa të mëdha akulli.
Nga rreth 1.25 milionë deri në 750,000 vjet më parë—në epokën Pleistocene—ndodhi një ndryshim në ciklet glaciare i quajtur Kalimi i Mesëm i Pleistocenit (MPT). Gjatë kësaj periudhe, ciklet glaciare/interglaciare ndryshuan nga ndodhia çdo 41,000 vjet në çdo 100,000 vjet, me një rritje në amplitudë dhe asimetri të cikleve.
Shkencëtarët po punojnë për të kuptuar pse ndodhën këto ndryshime, duke marrë parasysh se forca e insolationit—variacioni i energjisë që Toka merr nga dielli—nuk e shpjegon vetëm ndryshimin.
Tani, shkencëtarë nga Grupi Kërkimor Mann në Shkollën e Arteve dhe Shkencave në Universitetin e Pensilvanisë dhe Instituti Potsdam për Kërkimin e Ndikimit të Klimës kanë zbuluar varësi të fortë të rrugës, e njohur gjithashtu si sjellje histerezë, në evolucionin e glaciacioneve Plio-Pleistocene. Kjo do të thotë se evolucioni i glaciacioneve nuk është vetëm funksion i faktorëve si nivelet e dioksidit të karbonit dhe prodhimi diellor, por gjithashtu që është i kufizuar nga ngjarjet e mëparshme.
Ata tregojnë se një ulje graduale në të dyja, regolitin—sediment që pengon rritjen e shtresave të mëdha të akullit—dhe në gazifikimin vullkanik, kur shpërthimet lëshojnë dioksid karboni në atmosferë, janë të nevojshme për të prodhuar MPT. Gjetjet e tyre u publikuan në Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Ajo që kemi parë në këtë studim është se me të njëjtën sasi gazifikimi vullkanik, modeli llogarit përqendrime të ndryshme të CO2 atmosferik. Kjo tregon se cikli i karbonit nuk sillet në mënyrë lineare dhe varet nga gjendja e tij fillestare,” thotë autorja e parë Judit Carrillo, një postdoktorante në Grupin Kërkimor Mann.
Shkencëtari i klimës Michael E. Mann thotë se këto rezultate tregojnë se nuk është shumë vonë për të vepruar për të mbajtur shtresat e akullit të sotme nga shembja.
Studiuesit shpjegojnë se modeli përcakton ku shkon dioksidi i karbonit që është lëshuar nga vullkanet. Kjo mund t’i ndihmojë shkencëtarët të parashikojnë më mirë ndikimin e emisioneve të gazrave serë të shkaktuara nga njeriu, thotë Carrillo.
Kjo kërkim përdori modelin e sistemit të Tokës CLIMBER-2 të kompleksitetit të ndërmjetëm, i cili përfshin komponentë të atmosferës, oqeanit, shtresës së akullit dhe ciklit të karbonit. Mann shpjegon se ky model lejon studiuesit të bëjnë simulime të miliona viteve, gjë që nuk do të ishte e mundur me modelet më komplekse dhe të detajuara.
Matteo Willeit i Institutit Potsdam, një bashkëautor në artikull, udhëhoqi një studim të vitit 2019 duke përdorur këtë model për të riprodhuar karakteristikat kryesore të cikleve glaciare/interglaciare Plio-Pleistocene.
Në studimin e ri, studiuesit ndërtuan mbi artikullin e vitit 2019 duke drejtuar modelin përpara dhe mbrapa në kohë gjatë tre milionë viteve të fundit, duke testuar konfigurimet e ndryshme të regolitit për të vlerësuar ndikimin e tyre në MPT. Rezultatet sugjerojnë se regoliti i zbrazët dhe nivelet e ulëta të CO2 janë të nevojshme për të prodhuar ciklin e formës së dhëmbëve të sharrës 100,000-vjeçar, por se dioksidi i karbonit përcakton fillimin e MPT në mënyrë më themelore sesa shpejtësia e zbrazjes së regolitit.
“Ne gjejmë se ky evolucion është i varur nga rruga dhe, të jemi të saktë, nuk është i kthyeshëm në kohë,” përfundojnë autorët. “Në eksperimente që fillojnë me kushtet moderne paraindustriale dhe drejtojnë modelin mbrapa në kohë me forcim të kundërt të orbitës dhe tektonikës së Tokës, kushtet e ngrohta, relativisht pa akull të Pliocenit të vonë dhe Pleistocenit të hershëm nuk riprodhohen.”
Mann shton se ky zbulim potencialisht ka implikime më të gjera. “Fakti që shtrirja e shtresës së akullit varet jo vetëm nga përqendrimet e dioksidit të karbonit, por edhe nga drejtimi në kohë, dmth. nëse klima është në një fazë ftohjeje apo ngrohjeje, ofron pak lajme të mira,” thotë ai.
“Edhe pse shtrirja e shtresës së akullit ishte shumë e zvogëluar, dhe niveli i detit shumë më i lartë herën e fundit që nivelet e dioksidit të karbonit ishin aq të larta sa janë sot disa milionë vite më parë, shembja e shtresave të akullit ndoshta nuk është ende e sigurt. Kemi një farë kohe nëse mund të ulim emisionet e karbonit në mënyrë dramatike dhe të shpejtë.”
Studiuesit paralajmërojnë se, për shkak se simulimet bazohen në një model të vetëm dhe për shkak se simulimet afatgjata të cikleve glaciare/interglaciare janë ende në fillimet e tyre, rezultatet e tyre nuk janë një karakterizim përfundimtar i sjelljes së sistemit të klimës, por “duhet të mendohet si ofrimi i dëshmive të sjelljes dinamike që është e denjë për hetime të mëtejshme përmes kornizave të shumta modeluese.”
Ata vërejnë se një hap i ardhshëm i vlefshëm nga kjo punë do të ishte zgjerimi i simulimeve më thellë në kohë, në Miocene, kur nivelet e dioksidit të karbonit ishin edhe më të larta.
Carrillo thotë se Grupi Kërkimor Mann aktualisht po punon për të kuptuar më mirë se si funksionon cikli i karbonit dhe pse ndodh sjellja histerezë dhe po punon me një version të ri të CLIMBER që ka rezolucion më të lartë hapësinor për të analizuar më mirë shtresën e akullit të Groenlandës.
Më shumë informacione: Judit Carrillo et al, Path-dependence of the Plio–Pleistocene glacial/interglacial cycles, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2322926121
Zhurnali ku u botua: Proceedings of the National Academy of Sciences
