Ο Homo sapiens εξελίχθηκε — και εξακολουθεί να κατοικεί — σε μία από τις σπάνιες και εύθραυστες παγετώδεις εποχές της Γης, περιόδους που διακρίνονταν όχι από την αφθονία γατών με δόντια σπαθιού και μαλλιαρών μαμούθ, αλλά από τα στρώματα πάγου στους πόλους.
Για το μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας του, που διαρκεί 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ο πλανήτης μας ήταν πολύ ζεστός για πολικούς πάγους.
Το ατμοσφαιρικό κρητιδικό βασίλειο του Τυραννόσαυρου Ρεξ πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια ήταν από πολλές απόψεις ένα πιο αντιπροσωπευτικό κομμάτι της ιστορίας από το δικό μας. Τότε, οι ύφαλοι κάλυπταν τους πυθμένες των ρηχών θαλασσών, τόσο ζεστές όσο το νερό της μπανιέρας, και τα πλάσματα της ζούγκλας παρακολουθούσαν το νότιο σέλας να χορεύει πίσω από κενά στα πυκνά στεφάνια των τροπικών δασών της Ανταρκτικής.
Δεν ήταν κάθε θερμή περίοδος τόσο ευχάριστη. Στην Πέρμια Περίοδο, πριν από περίπου 270 εκατομμύρια χρόνια, όλη η ζωική ζωή στη Γη παραλίγο να καταλήξει σε μια καταστροφική μαζική εξαφάνιση που συνοδεύτηκε από έντονη, ραγδαία υπερθέρμανση του πλανήτη. Αλλά ενώ ο κόσμος της Πέρμιας κατέληξε σε πυρκαγιά, η ζωή στη Γη έχει σχεδόν χαθεί περισσότερες από μία φορές – και μερικές φορές, κατέληξε σε πάγο. Τα πολικά στρώματα πάγου σύρθηκαν προς τον ισημερινό και ο πλανήτης πάγωσε σε καταστάσεις γνωστές ως «Γη σε σχήμα χιονοστιβάδας», οι οποίες διήρκεσαν εκατομμύρια χρόνια.
Η ιστορία της Γης μας φέρνει αντιμέτωπους με την φευγαλέα ευθραυστότητα της στιγμής: Η Γη δεν μοιάζει όπως είναι τώρα.. Ανάμεσα στην πύρινη βρεφική ηλικία του κόσμου μας και το (προς το παρόν) ψυχρό παρόν του, υπήρξε ένας μεγάλος αριθμός πλανητών, χάρη σε ένα πλήθος γεωλογικών δυνάμεων.
Η κατανόηση του γιατί άλλαξε το κλίμα της Γης στο παρελθόν — και τι συνέβη στη ζωή όταν αυτό συνέβη — μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε την ασυνήθιστη στιγμή που διανύουμε σήμερα. Διότι, ενώ στο είδος μας αρέσει το κρύο, εμείς έχουμε πάρει τα ηνία του κλίματος στα χέρια μας και έχουμε οδηγήσει τον πλανήτη μας σε μια νέα, καυτή τροχιά. Τι έχει να μας διδάξει το παρελθόν για το πού μπορεί να καταλήξουμε;
Η Αδηική Εποχή ήταν η κόλαση στη Γη
Ένας ωκεανός από μάγμα απλώνεται στον ορίζοντα προς κάθε κατεύθυνση, μια έκταση υγρού βράχου κάτω από έναν ραγισμένο φλοιό από μαύρο-γκρι βασάλτη. Το φως του ήλιου που χτυπά αυτή τη νεκρή έκταση είναι αδύναμο, αμυδρό — αλλά η θερμότητα ανεβαίνει από τα βάθη από κάτω.
Κατά τη διάρκεια της Αδηϊκής Εποχής, η Γη ήταν τόσο ζεστή που η επιφάνειά της καλυπτόταν από έναν ωκεανό μάγματος.
Αυτή είναι η Αδαία Εποχή, η ταραγμένη παιδική ηλικία της Γης, η οποία ξεκίνησε πριν από περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν συστάδες υλικού συγχωνεύτηκαν από τον δίσκο καυτής σκόνης και αερίου που στροβιλιζόταν γύρω από τον νεαρό ήλιο. Αυτός ο δίσκος ήταν πολύ ζεστός, τουλάχιστον μερικές εκατοντάδες βαθμούς Κελσίου όπου σχηματίστηκαν οι βραχώδεις πλανήτες. Αλλά έγινε πολύ πιο ζεστός όταν, περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια αργότερα, ένας βράχος στο μέγεθος του Άρη που ονομάζεται Θεία χτύπησε τη νεαρή Γη. Αυτή η εισροή απελευθέρωσε ενέργεια ισοδύναμη με τρισεκατομμύρια βόμβες υδρογόνου – αρκετή «για να εξατμίσει σχεδόν το μεγαλύτερο μέρος της Θείας και να λιώσει αυτό που έγινε η Γη», λέει ο πλανητικός επιστήμονας Νόρμαν Σλιπ του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ.
Αυτή η σύγκρουση άφησε τον πλανήτη έναν κολασμένο ωκεανό μάγματος κάτω από έναν ουρανό από ατμούς βράχων. Και στον ουρανό κρεμόταν μια ακόμη μπάλα μάγματος, μια πυρακτωμένη σφαίρα: η σελήνη, η οποία είχε συγχωνευθεί από τα συντρίμμια της πρόσκρουσης πιθανώς μέσα σε λίγες ώρες από τη σύγκρουση. Ανάλογα με το πώς ακριβώς εξελίχθηκε το καμπούμ της σελήνης, τα πιο καυτά εξατμισμένα κομμάτια ό,τι είχε απομείνει μετά την πρόσκρουση θα μπορούσαν να έχουν φτάσει σε θερμοκρασίες περίπου 10.000° C, λέει ο γεωλόγος Μαρκ Χάρισον του UCLA. «Κανένα μέρος της Γης δεν θα είχε φτάσει ποτέ στη συνέχεια πάνω από περίπου 7.000 βαθμούς Κελσίου» ή περίπου 6700° C.
Οι επιφανειακές θερμοκρασίες στο συμπαγές βράχο που επέζησε της πρόσκρουσης ήταν πολύ χαμηλότερες, πιθανώς γύρω στους 2000° C. Οτιδήποτε πάνω από αυτό, και δεν θα υπήρχε καθόλου επιφάνεια.
Κατά τα επόμενα 1.000 χρόνια, η Γη ψύχθηκε αρκετά ώστε οι ατμοί των πετρωμάτων στην ατμόσφαιρα να συμπυκνωθούν. Ίσως σε καταιγίδες λάβας, ίσως σε νιφάδες χιονιού. Χρειάστηκε περισσότερος χρόνος για να στερεοποιηθεί ο ωκεανός του μάγματος. Η φρεσκοσχηματισμένη Σελήνη θέρμανε τη Γη μέσω βαρυτικών δυνάμεων, οι οποίες ζύμωσαν το εσωτερικό της Γης και διατήρησαν τον πλανήτη λιωμένο για εκατομμύρια, ίσως δεκάδες εκατομμύρια χρόνια. Αλλά όταν ο ωκεανός του μάγματος τελικά κρυσταλλώθηκε σε βράχο, ο πλανήτης ξεπέρασε ένα όριο, λέει το Sleep.
Ο ήλιος ξεπέρασε την «καίγοντας καρδιά» της Γης ως η πιο σημαντική πηγή ενέργειας. Από εκεί και πέρα, το κλίμα της Γης θα καθοριζόταν από την ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που θα λάμβανε, θα αντανακλούσε και θα συγκρατούσε ο πλανήτης.
Ο θερμοστάτης της Γης ενεργοποιήθηκε στην Αρχαϊκή Εποχή
Καθώς η Γη του Άδη ψύχεται, τελικά άρχισε να βρέχει. Έβρεχε αδιάκοπα . Υδρατμοί ξεχύθηκαν από την ατμόσφαιρα και πάνω από τις άγονες πεδιάδες μέχρι που η επιφάνεια της Γης πνίγηκε για άλλη μια φορά κάτω από έναν τεράστιο ωκεανό νερού φυσικά.
Η Αρχαϊκή Εποχή, πριν από 4 έως 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ξεκινά με την ίδια την καταγραφή των πετρωμάτων, όταν η επιφάνεια τελικά ψύχθηκε αρκετά ώστε τα πετρώματα να παραμείνουν συμπαγή. Και τα πετρώματα από αυτή την εποχή, όταν η στεριά εμφανίστηκε για πρώτη φορά πάνω από τη θάλασσα σε τόξα ηφαιστειακών νησιών, σκιαγραφούν την εικόνα ενός κόσμου που είναι λίγο ψυχρός, ειδικά στους πόλους.
Οι προσομοιώσεις υποδηλώνουν ότι οι θερμοκρασίες στην επιφάνεια κυμαίνονταν μεταξύ μηδενικών βαθμών και 40°C – απόλυτα κατοικήσιμες. Στην πραγματικότητα, τα πρώτα σημάδια ζωής χρονολογούνται σε αυτήν την περίοδο.
Αλλά το Αρχεϊκό Περίοδο παρουσιάζει ένα κλιματικό αίνιγμα. Στην έναρξή του, ο ήλιος ήταν μόνο περίπου 70 με 80 τοις εκατό τόσο φωτεινός όσο είναι σήμερα. Η ενέργεια του ήλιου προέρχεται από τη σύντηξη υδρογόνου σε ήλιο. Καθώς το υδρογόνο καταναλώνεται, ο πυρήνας γίνεται πυκνότερος, γεγονός που επιταχύνει τη σύντηξη και κάνει τον ήλιο φωτεινότερο και θερμότερο με την πάροδο του χρόνου. Η ενέργεια που προέρχεται από τον αχνό νεαρό ήλιο από μόνη της δεν θα ήταν αρκετή για να διατηρήσει τον πλανήτη τόσο ζεστό όσο ήταν. Έτσι, θεωρητικά, η Γη θα έπρεπε να είχε μετατραπεί στον ένατο κύκλο της κόλασης του Δάντη – παγωμένη.
Η απάντηση στο παράδοξο; Αέρια του θερμοκηπίου όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο. Αυτά τα αέρια επιτρέπουν στο ηλιακό φως να πέφτει στην επιφάνεια της Γης, η οποία τη θερμαίνει, αλλά δεν επιτρέπουν στη θερμότητα να ακτινοβολεί πίσω προς τα έξω ως υπέρυθρο φως. Αυτό παγιδεύει τη θερμότητα γύρω από τη Γη σαν μια κουβέρτα. «Υπήρχε ένα μεγαλύτερο φαινόμενο του θερμοκηπίου» από ό,τι σήμερα, λέει ο πλανητικός επιστήμονας Ντέιβιντ Κάτλινγκ του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον στο Σιάτλ. «Αυτή είναι η βασική ιστορία του Αρχεανού: πιο αχνός ήλιος, περισσότερα αέρια του θερμοκηπίου».
Καθώς ο ωκεανός μάγματος του Άδη ψύχεται, απελευθέρωσε μια πυκνή, ατμώδη ατμόσφαιρα πλούσια σε υδρατμούς και διοξείδιο του άνθρακα. Παρά τον αχνό ήλιο, οι θερμοκρασίες θα μπορούσαν να ήταν περίπου 200° C αμέσως μετά τη στερεοποίηση του ωκεανού μάγματος. Ωστόσο, κάποια στιγμή μεταξύ του κολασμένου Άδη και του ήπιου Αρχαίου, ο φυσικός θερμοστάτης του πλανήτη ενεργοποιήθηκε: ο κύκλος του άνθρακα.
485 εκατομμύρια χρόνια διακυμάνσεων της θερμοκρασίας
Η Γη έχει βιώσει τόσο θερμές όσο και ψυχρές περιόδους με την πάροδο του χρόνου, αν και οι θερμές εποχές ήταν πιο συχνές. Αυτό ισχύει για τα τελευταία 485 εκατομμύρια χρόνια, όπως φαίνεται σε αυτό το χρονοδιάγραμμα που αναφέρθηκε το 2024. Το γένος μας, Homo , εξελίχθηκε πριν από σχεδόν 3 εκατομμύρια χρόνια κατά τη διάρκεια μιας σπάνιας περιόδου ψύχους.
Το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα μετατρέπεται σε λευκά ανθρακικά ορυκτά με κιμωλία μέσω χημικής αποσάθρωσης. Αυτή η διαδικασία παγιδεύει το διοξείδιο του άνθρακα στα πετρώματα, αλλά δεν παραμένει παγιδευμένο για πάντα. Για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, η Γη ανακυκλώνει συνεχώς την επιφάνειά της στο εσωτερικό μέσω της τεκτονικής των πλακών. Όταν τα ανθρακικά άλατα καταλήγουν στον μανδύα, τελικά διασπώνται και επαναφέρονται από τα ηφαίστεια ως διοξείδιο του άνθρακα. Αυτός ο κύκλος είναι ευαίσθητος στη θερμοκρασία: Η χημική αποσάθρωση επιταχύνεται σε θερμά κλίματα και επιβραδύνεται σε ψυχρά.
Τουλάχιστον μέχρι την αρχή του Αρχεϊκού, ο κύκλος του άνθρακα είχε κλειδώσει αρκετό διοξείδιο του άνθρακα για να φέρει την επιφανειακή θερμοκρασία του πλανήτη σε ένα κατοικήσιμο εύρος. Με επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα μεταξύ 10 και 1.000 φορές υψηλότερα από ό,τι σήμερα και επίπεδα μεθανίου 100 έως 10.000 φορές υψηλότερα, η Αχαϊκή Γη ήταν ξένη αλλά κατοικήσιμη, με τις θάλασσές της σκορπισμένες από άμορφους σωρούς μικροβίων συσσωρευμένων κάτω από τον θολό, πορτοκαλί ουρανό.
Ο γεωλογικός θερμοστάτης έχει ρυθμίσει τη θερμοκρασία της Γης από τότε και ποτέ δεν έχει ζεσταθεί ή κρυώσει αρκετά ώστε να τερματίσει κάθε μορφή ζωής.
Μια βαθιά κατάψυξη κατά τη διάρκεια της Χιονοστιβάδας της Γης
Πριν από 2,4 έως 2,1 δισεκατομμύρια χρόνια, κοντά στην αρχή της Πρωτεροζωικής Εποχής, η Γη πάγωσε. Παχιά στρώματα πάγου περιβάλλαν τον πλανήτη από τον πόλο μέχρι τον ισημερινό. Οι θερμοκρασίες μπορεί να έπεσαν κατακόρυφα στους -50°C — αρκετά χαμηλές ώστε να προκαλέσουν κρυοπαγήματα μέσα σε λίγα λεπτά — και παρέμειναν χαμηλές για δεκάδες εκατομμύρια χρόνια. Ήταν, ίσως, το σκηνικό μιας από τις πρώτες μαζικές εξαφανίσεις ειδών στη Γη. Αλλά επειδή τα μόνα θύματα ήταν μικρόβια, σχεδόν δεν έχουν απομείνει απολιθώματα που να καταγράφουν τον αριθμό των νεκρών.
Κατά τη διάρκεια περιόδων που είναι γνωστές ως «Χιονοστιβάδα της Γης», σχεδόν ολόκληρος ο πλανήτης ήταν καλυμμένος με πάγο. ΆΝΤΙ ΛΌΒΕΛ
Αυτός ο κλιματικός κατακλυσμός ήταν ένα από τα πολλά παγωμένα επεισόδια που ονομάστηκαν «Χιονοστιβάδες Γαίες».
Αυτά τα επεισόδια ολοκληρώνουν την κατά τα άλλα έντονη Πρωτεροζωική Εποχή, η οποία εκτεινόταν από 2,5 δισεκατομμύρια έως 541 εκατομμύρια χρόνια πριν. Ήταν το αποτέλεσμα ενός ανεξέλεγκτου βρόχου ανατροφοδότησης: Ο λαμπερός λευκός πάγος είναι πιο ανακλαστικός από την ξηρά ή το θαλασσινό νερό. Έτσι, όσο περισσότερος πάγος μεγαλώνει, τόσο περισσότερο ηλιακό φως αντανακλά η Γη. Αυτή η αύξηση της ανακλαστικότητας, ή albedo, μειώνει τις θερμοκρασίες, ενθαρρύνοντας τον σχηματισμό περισσότερου πάγου σε έναν βρόχο θετικής ανατροφοδότησης. Μόλις ο πολικός πάγος περάσει ένα γεωγραφικό πλάτος περίπου 30° βόρεια ή νότια, ο πλανήτης θα γίνει χιονόμπαλα.
«Μόλις φτάσετε σε αυτό το σημείο καμπής στην περιοχή του θαλάσσιου πάγου, τότε χρειάζονται περίπου 200 ή 300 χρόνια για να φτάσετε στην πλήρως παγετώδη κατάσταση», λέει ο γεωλόγος πεδίου Paul Hoffman του Πανεπιστημίου της Βικτώριας στον Καναδά. «Αυτό είναι αρκετά γρήγορο σε γεωλογική χρονική κλίμακα».
Ο θερμοστάτης της Γης δεν θα αφήσει μια Χιονόμπαλα να συνεχιστεί για πάντα. Με την γη παγωμένη, η χημική αποσάθρωση σταματά. Αλλά τα ηφαίστεια όχι. Συνεχίζουν να αντλούν διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Τελικά, το φαινόμενο του θερμοκηπίου θα ξεπαγώσει τον πλανήτη. Οι πάγοι λιώνουν, ο πλανήτης γίνεται λιγότερο ανακλαστικός, ο πλανήτης θερμαίνεται ακόμη περισσότερο και στη συνέχεια λιώνει περισσότερος πάγος.
Γνωρίζουμε ότι οι Χιονόμπαλες προέκυψαν χάρη σε αποθέσεις παγετωδών πετρωμάτων που είχαν απομείνει σε περιοχές κοντά στον ισημερινό τότε. Το πώς ξεκίνησαν είναι πιο μυστηριώδες, αλλά μια θεωρία αποδίδει στη βιολογία την πρώτη κιόλας βαθιά κατάψυξη.
Η μετάβαση από την Αρχεϊκή στην Πρωτεροζωική περίοδο αποτελεί, σε ορισμένα σημεία, μια σχεδόν κυριολεκτική κόκκινη γραμμή στο πετρωματικό αρχείο. Παχιές ζώνες από κόκκινο, πλούσιο σε σίδηρο λίθο εμφανίζονται πριν από περίπου 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτοί οι σχηματισμοί σιδήρου με ζώνες πιθανότατα σχηματίστηκαν με την εμφάνιση φωτοσυνθετικών μικροβίων που άρχισαν να γεμίζουν τους ωκεανούς με οξυγόνο. Ο σίδηρος που διαλύθηκε στις θάλασσες σκούριασε ως στερεά σωματίδια, τα οποία συσσωρεύτηκαν στον πυθμένα της θάλασσας σε ιζήματα που θα γίνονταν οι σχηματισμοί σιδήρου με ζώνες.
Καθώς οι ωκεανοί άνθιζαν με φωτοσυνθετικούς οργανισμούς, όλο και περισσότερο οξυγόνο ανέβαινε στην ατμόσφαιρα. Το οξυγόνο οξείδωσε το μεθάνιο, το οποίο είχε χρησιμεύσει ως ατμοσφαιρική κουβέρτα διατηρώντας τη Γη ζεστή για 1,5 δισεκατομμύριο χρόνια.
«Σε μια χρονική κλίμακα 10.000 ετών, καταστρέφετε το μεθάνιο σας καθώς το οξυγόνο αυξάνεται», λέει ο Catling. «Αυτό δεν μπορεί να αντισταθμιστεί από τον γεωλογικό κύκλο του άνθρακα, επειδή είναι αργός. Έτσι, μπορείτε να μπείτε στο ανεξέλεγκτο albedo και να αναπτύξετε στρώματα πάγου και να δημιουργήσετε μια Γη σαν Χιονόμπαλα».
Η υπερθέρμανση του πλανήτη και η εξαφάνιση της Πέρμιας Περιόδου
Κοντά στο τέλος της Πέρμιας Περιόδου, πριν από περίπου 252 εκατομμύρια χρόνια, η υπερήπειρος Παγγαία θα ήταν ένα καλό σκηνικό για μια Δυτική εποχή: Ήταν μια ηλιοκαμένη, σκονισμένη ερημιά από τον έναν ορίζοντα στον άλλον. Οι θερμοκρασίες του αέρα κατά τη διάρκεια της ημέρας στις τροπικές περιοχές κυμαίνονταν γύρω στους 50° C. Τις πιο ζεστές ημέρες, ανέβαιναν στους 73° C – αρκετά υψηλές για να μετουσιώσουν την πρωτεΐνη. Οποιοδήποτε ζώο δεν είχε ακόμη καταφύγει στους πόλους, όπου ξεφύτρωσαν δάση παρά τις μεγάλες πολικές νύχτες, θα είχε μαγειρευτεί ζωντανό.
Το κλίμα γινόταν λιγότερο φιλόξενο για τη ζωή εδώ και περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια, εν μέρει χάρη στη συναρμολόγηση της Παγγαίας, λέει ο γεωλόγος Νιλ Τάμπορ του Πανεπιστημίου Southern Methodist στο Ντάλας. Με περισσότερη γη να συνωστίζεται, οι ακτές συρρικνώθηκαν, η στάθμη της θάλασσας έπεσε, τα πάντα στέγνωσαν και οι θερμοκρασίες στο αποξηραμένο ηπειρωτικό εσωτερικό άλλαξαν απότομα.
Η μαζική εξαφάνιση στο τέλος της Πέρμιας περιόδου ήταν η χειρότερη που έχει δει ποτέ ο πλανήτης μας. Και ενώ τα θαλάσσια οικοσυστήματα αρχικά παρέμειναν ως επί το πλείστο αλώβητα, τελικά επλήγησαν περισσότερο. Σε μια κλιματική κατάρρευση που διήρκεσε μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, το 95% των θαλάσσιων και το 70% των χερσαίων ειδών εξαφανίστηκαν.
Περίπου 300.000 χρόνια πριν από την κορύφωση της εξαφάνισης, τα ηφαίστεια στην περιοχή που σήμερα ονομάζεται Σιβηρία εξερράγησαν και δεν σταμάτησαν για 1 εκατομμύριο χρόνια. Αυτή η ηφαιστειακή περιοχή, που ονομάζεται Σιβηρικές Παγίδες, έβγαλε αρκετή λάβα για να θάψει μια περιοχή τόσο μεγάλη όσο οι ηπειρωτικές Ηνωμένες Πολιτείες σε 50 μέτρα λιωμένου βράχου. Με όλη αυτή τη λάβα ήρθε και πολύ διοξείδιο του άνθρακα.
Σε μια γεωλογική στιγμή, ίσως σε μόλις 60.000 χρόνια, η μέση θερμοκρασία της επιφάνειας της Γης εκτοξεύτηκε έως και 10 βαθμούς Κελσίου, φτάνοντας περίπου τους 30°C. Οι ωκεανοί ζεστάθηκαν και έγιναν πολύ αργοί για να κυκλοφορήσει το οξυγόνο. Πολλή θαλάσσια ζωή ασφυκτιά και τα βακτήρια που ευδοκιμούσαν στα ανοξικά βάθη δηλητηρίασαν το νερό με υδρόθειο. Αυτό το θανατηφόρο αέριο μπορεί να είχε αναβλύσει και να δηλητηρίασε και τη γη. Ηφαιστειακό αέριο αναμεμειγμένο με νερό έριξε οξύ στις άγονες, σκονισμένες ερημιές.
«Είναι απλώς αυτές οι τοξικές, αλμυρές, ρηχές όξινες λίμνες και πολλή κόκκινη σκόνη που μεταφέρεται από τον άνεμο», λέει η γεωλόγος Κάθλιν Μπένισον του Πανεπιστημίου της Δυτικής Βιρτζίνια στο Μόργκανταουν, η οποία χρησιμοποιεί φυσαλίδες υγρού παγιδευμένες σε αλάτι που άφησαν πίσω τους οι αρχαίες λίμνες για να μελετήσει το κλίμα της Πέρμιας περιόδου. Χρειάστηκαν 5 εκατομμύρια χρόνια ή και περισσότερο για να ανακάμψει η ζωή.
Αλλά ίσως η πιο ανατριχιαστική πτυχή της Πέρμιας Περιόδου είναι αυτό που μπορεί να υποδηλώνει για την τρέχουσα στιγμή μας. Οι περίοδοι «Παγετώνων» όπως αυτή που βρισκόμαστε τώρα, όταν η Γη έχει πολικούς πάγους, είναι σπάνιες.
Για να φτάσετε στο προηγούμενο παγοφυλάκιο, πρέπει να επιστρέψετε στην πρώιμη Πέρμια περίοδο, όταν η μέση θερμοκρασία ήταν πιθανώς 15 βαθμοί Κελσίου χαμηλότερη από ό,τι σήμερα. Τα στρώματα πάγου έφτασαν στα μέσα γεωγραφικά πλάτη. Η Γη μπορεί να έμοιαζε λίγο με την εμφάνιση που είχε στο απόγειο της τελευταίας παγετώδους περιόδου πριν από 20.000 χρόνια, όταν τα μαλλιαρά μαμούθ περιπλανιόντουσαν στις παγωμένες στέπες του Παρισιού. Απλώς αντικαταστήστε τις ηπείρους μας με την Παγγαία και τις κοφτερά δόντια γάτες με πρωτοθηλαστικά που μοιάζουν με σαύρες.
Αυτό το ψυχρό κύμα διήρκεσε 105 εκατομμύρια χρόνια πριν η κλιματική αλλαγή μετατρέψει την Παγγαία σε μια καμένη, ξερή και πιθανώς τοξική ερημιά. Οι επιστήμονες δεν είναι ακόμη σίγουροι γιατί η Γη παρέμεινε τόσο δροσερή για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα. Ίσως η ίδια η Παγγαία να ήταν η ένοχη. Η συνένωση μιας υπερηπείρου περιλαμβάνει τη δημιουργία οροσειρών, οι οποίες εκθέτουν φρέσκα πετρώματα σε χημικές αποσάθρωση και τελικά συμβάλλουν στην ψύξη.
Τα φυτά μπορεί επίσης να έπαιξαν κάποιο ρόλο. Μετά την εξέλιξη των αληθινών δέντρων, χρειάστηκαν περίπου 60 εκατομμύρια χρόνια πριν η βιολογία προλάβει να τα προλάβει και να αναπτύξει τρόπους για να τα διασπάσει. Δεδομένου ότι δεν αποσυντέθηκαν καλά, τα νεκρά δέντρα κατέληξαν να θάβονται με την πάροδο του γεωλογικού χρόνου. Αυτό αποθήκευσε μια τεράστια ποσότητα οργανικού άνθρακα ως άνθρακα. Το 90% όλων των κοιτασμάτων άνθρακα χρονολογείται από αυτήν την εποχή.
Δεν γνωρίζουμε γιατί ξεκίνησε αυτή η εποχή των παγετώνων, αλλά γνωρίζουμε πώς τελείωσε: στη μεγαλύτερη μαζική εξαφάνιση όλων των εποχών.
«Τεχνικά βρισκόμαστε ακόμα σε ένα παγοφυλάκιο, αλλά οδεύουμε γρήγορα προς ένα θερμοκήπιο», λέει ο Μπένισον. «Κοιτάζοντας πίσω στο [τέλος της Πέρμιας] είναι ένας καλός τρόπος να προσπαθήσουμε να πούμε τι συμβαίνει με αυτές τις μεγάλες αλλαγές – και όχι μόνο τι συμβαίνει με το κλίμα, αλλά και τι συμβαίνει στη ζωή».
Μια καυτή Κρητιδική περίοδος αλλά όχι μαζική εξαφάνιση
Δεδομένων των θανατηφόρων συνεπειών της Πέρμιας Περιόδου, μπορεί να προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι η πιο καυτή περίοδος της Γης από την εξέλιξη της σύνθετης ζωής ήταν περισσότερο ο Κήπος της Εδέμ παρά ο Χαμένος Παράδεισος.
Κατά την Κρητιδική Περίοδο, η Γη ήταν τόσο ζεστή που οι πόλοι ήταν ουσιαστικά απαλλαγμένοι από πάγους.
Πριν από ενενήντα εκατομμύρια χρόνια, στην Κρητιδική Περίοδο, ο πλανήτης ήταν ένας καταπράσινος κόσμος με ζούγκλα. Τεράστιες εκτάσεις ηπείρων, συμπεριλαμβανομένων τεράστιων λωρίδων της Αμερικανικής Δύσης, πλημμύρισαν από ρηχές θάλασσες.
Σε ορισμένες περιοχές, σαρκοφάγοι δεινόσαυροι όπως ο Σπινοσαύρος περιφέρονταν στις ακτές. Στους 36° C, η μέση θερμοκρασία της επιφάνειας ήταν ένα βαθμό χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος. Μόλις που μπορούσες να δροσιστείς κάνοντας μια βουτιά στο πολικό θαλασσινό νερό.
Αλλά δεδομένων όλων αυτών, «δεν υπάρχει μαζική εξαφάνιση» κατά τη διάρκεια αυτού του καυτού μέρους της Κρητιδικής Περιόδου, λέει ο γεωλόγος Brian Huber του Εθνικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας Smithsonian στην Ουάσινγκτον.
Πέρυσι, ο Huber και οι συνάδελφοί του δημοσίευσαν τα αποτελέσματα ενός έργου που συγκέντρωσε παλαιοκλιματικά δεδομένα για να ανακατασκευάσει την επιφανειακή θερμοκρασία των τελευταίων 485 εκατομμυρίων ετών. Σύμφωνα με αυτό το νέο χρονοδιάγραμμα θερμοκρασίας, το υπερ-θερμοκήπιο της Κρητιδικής περιόδου ήταν το θερμότερο που έχει υπάρξει ποτέ στη Γη από την εξέλιξη της ζωής, πιο σύνθετης από ένα μικρόβιο. Οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι τι οδήγησε τις θερμοκρασίες τόσο υψηλές.
Αλλά είναι σαφές, τουλάχιστον, ότι η άνοδος στις μέγιστες θερμοκρασίες ήταν πολύ πιο σταδιακή από την αύξηση των 10 βαθμών που συγκλόνισε την Πέρμια περίοδο. Η Γη ήταν ζεστή για μεγάλο χρονικό διάστημα. Στην πραγματικότητα, ποτέ δεν ψύχθηκε πραγματικά μετά την εξαφάνιση της Πέρμιας περιόδου. Οι πόλοι ήταν ουσιαστικά χωρίς πάγους για ολόκληρη τη διάρκεια της σχεδόν 180 εκατομμυρίων ετών βασιλείας των δεινοσαύρων και οι μέσες παγκόσμιες θερμοκρασίες στην επιφάνεια παρέμειναν ως επί το πλείστον πάνω από 20° C (5 βαθμούς C θερμότερες από ό,τι το 2024). Ίσως η μετάβαση από το παγοκύστη στο θερμοκήπιο κατά τη διάρκεια της Πέρμιας περιόδου έθεσε τα οικοσυστήματα υπό πρόσθετη πίεση. Αυτά θα ήταν άσχημα νέα, λαμβάνοντας υπόψη τι συμβαίνει σήμερα.
Τι μέλλει γενέσθαι με το κλίμα της Γης;
Τα τελευταία εκατομμύρια χρόνια του κλίματος της Γης — και ολόκληρη η ιστορία του γένους μας, Homo — είναι γραμμένη στον πάγο. Γι’ αυτό οι κλιματολόγοι είναι τόσο πρόθυμοι να αναζητήσουν παλιό πάγο, συμπεριλαμβανομένου ενός δείγματος 6 εκατομμυρίων ετών που ανακτήθηκε από την Ανταρκτική πέρυσι. Ο πάγος αφηγείται μια ιστορία που αντηχεί στα ιζήματα του πυθμένα και σε αμέτρητες άλλες ενδείξεις από το αρχείο πετρωμάτων και την υπολογιστική μοντελοποίηση. Τα τελευταία 2,3 εκατομμύρια χρόνια, το κλίμα έχει μεταβληθεί στον ρυθμό αρκετών μακροπρόθεσμων μεταβολών στην τροχιά της Γης. Αυτοί οι κύκλοι του Μιλάνκοβιτς αλλάζουν διακριτικά την ποσότητα του ηλιακού φωτός που λαμβάνει η Γη και πού κατανέμεται. Έτσι, αρχικά κάθε 40.000 χρόνια και αργότερα κάθε 100.000 χρόνια, η Γη έχει εναλλάσσεται μεταξύ των μεσοπαγετωδών περιόδων και των παγετωδών περιόδων περίπου 5 βαθμούς Κελσίου πιο δροσερό.
Εάν η ανθρωπογενής κλιματική αλλαγή συνεχιστεί ανεξέλεγκτη, τα παγοκαλύμματα της Γης θα μπορούσαν να καταρρεύσουν και η στάθμη της θάλασσας θα μπορούσε να αυξηθεί.
Η κυκλική ψύξη και απόψυξη της τρέχουσας περιόδου των παγοκαλύβων ξεκίνησε στο τέλος μιας μακροπρόθεσμης τάσης ψύξης που ξεκίνησε 50 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα. Ίσως λόγω της ανόδου των Ιμαλαΐων, τα οποία εξέθεσαν μια τεράστια ποσότητα φρέσκου βράχου σε χημική αποσάθρωση, τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα μειώθηκαν σταθερά. Πριν από 34 εκατομμύρια χρόνια, η Ανταρκτική ήταν αρκετά κρύα για να συσσωρευτεί μόνιμος πάγος στον νότιο πόλο. Πριν από 800.000 χρόνια, τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα μειώθηκαν κάτω από περίπου 300 μέρη ανά εκατομμύριο. Καθώς ο πλανήτης ψύχεται, ξεπέρασε ένα όριο: Έγινε αρκετά ευαίσθητος στις ανεπαίσθητες διακυμάνσεις του ηλιακού φωτός ώστε να αντιδρά δραματικά στους κύκλους Μιλάνκοβιτς.
Το είδος μας δεν έχει ξαναδεί πλανήτη χωρίς πάγο. Αλλά μέσα σε δύο σύντομους αιώνες, οι βιομηχανικές εκπομπές άνθρακα από σταθμούς παραγωγής ενέργειας με καύση άνθρακα και αυτοκίνητα που κινούνται με φυσικό αέριο έχουν σχεδόν διπλασιάσει το επίπεδο διοξειδίου του άνθρακα από 280 ppm σε 426 ppm. Η μέση θερμοκρασία έχει αυξηθεί κατά 1,47 βαθμούς Κελσίου. Είμαστε σε καλό δρόμο για να ξεπεράσουμε τον στόχο της αύξησης της θερμοκρασίας κατά 1,5 βαθμό που έθεσε η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή. Η επίτευξη αυτού του φιλόδοξου στόχου μπορεί να μην είναι καν αρκετή για να αποτρέψει την πλήρη κατάρρευση του στρώματος πάγου.
Αν δεν αλλάξει κάτι σημαντικό στην προσέγγισή μας στην κλιματική αλλαγή, αυτή θα είναι μόνο η αρχή: Τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα θα φτάσουν τα 600 ppm έως το 2100 ή θα ξεπεράσουν τα 1.000 ppm, σύμφωνα με λιγότερο αισιόδοξα σενάρια. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε αύξηση της θερμοκρασίας κατά 4 βαθμούς Κελσίου σε σχέση με τη μέση θερμοκρασία πριν από τη βιομηχανική περίοδο.
Μια περίοδος πριν από 55 εκατομμύρια χρόνια, που ονομάζεται Θερμικό Μέγιστο Παλαιοκαινικού-Ηωκαινικού, ή PETM, προσφέρει μια εικόνα για έναν κόσμο με τόσο υψηλά επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα. Ήταν η πιο καυτή περίοδος στην ιστορία της Γης μας · του πλανήτη που γνωρίζουμε, με τις γνωστές ηπείρους και τα οικοσυστήματά του που κυριαρχούνταν όχι από δεινόσαυρους αλλά από θηλαστικά. Πριν από την PETM, οι θερμοκρασίες αυξήθηκαν μεταξύ 5 και 8 βαθμών Κελσίου, φτάνοντας κατά μέσο όρο τους 34° C. Σε αντίθεση με εμάς, τα πλάσματα που άντεξαν αυτή την καυτή περίοδο ήταν ήδη συνηθισμένα σε έναν πλανήτη χωρίς πάγο. Η PETM δεν είδε μαζική εξαφάνιση, αλλά αναστάτωσε τα οικοσυστήματα. Οι τοπικές εξαφανίσεις ήταν συχνές, ακόμη και αν ένα είδος μπορούσε να επιβιώσει αλλού. Και ορισμένα είδη εξαφανίστηκαν εντελώς.
Αν ήμασταν στην περιοχή PETM, θα έπρεπε να μεταναστεύσουμε στους πόλους για να επιβιώσουμε. Αλλά οι πόλεις δεν μπορούν να σηκωθούν και να μετακινηθούν. Αυτό είναι ένα πρόβλημα, επειδή ο κόσμος το 2100 δεν θα είναι ο κόσμος που γνωρίζουμε σήμερα. Μέχρι το τέλος του αιώνα, δισεκατομμύρια άνθρωποι θα υπομένουν συστηματικά ακραίες θερμοκρασίες ζέστης και υγρασίας πέρα από τα όρια της ανθρώπινης επιβίωσης , ακόμη και αν περιορίσουμε την αύξηση της θερμοκρασίας στους 2 βαθμούς Κελσίου. Έχουμε ήδη καθυστερήσει την επόμενη παγετώδη περίοδο, αν όχι την ακυρώσουμε.
Και μέχρι το 2500, το 40% όλης της χερσαίας έκτασης θα έχει καταστεί ακατάλληλο για το τρέχον βιοτικό του περιβάλλον, προβλέπουν οι επιστήμονες.
Αυτό θα είναι το τέλος του κόσμου όπως τον ξέρουμε, αλλά όχι το τέλος του κόσμου . Ακόμα κι αν δημιουργήσουμε μια κλιματική καταστροφή στην κλίμακα της μαζικής εξαφάνισης της Πέρμιας Περιόδου, η ιστορία της Γης δείχνει ότι ο πλανήτης θα ανακάμψει. Ο θερμοστάτης άνθρακα θα διορθώσει το λάθος μας – απλώς όχι αρκετά γρήγορα ώστε να έχει σημασία για το είδος μας. Ίσως ωθήσουμε τη Γη σε ένα νέο καθεστώς θερμοκηπίου, όπως ο κόσμος της ζούγκλας των δεινοσαύρων. Αυτό θα ήταν ανάθεμα για το είδος μας, αλλά δεν είναι τίποτα που η Γη δεν έχει ξαναδεί. Η ζωή θα συνεχιστεί, με ή χωρίς εμάς. Τουλάχιστον, για λίγο.
Οι θερμοκρασίες σήμερα δεν διαφέρουν πολύ από ό,τι ήταν στην Αρχαϊκή εποχή. Επειδή η χημική αποσάθρωση επιταχύνεται όταν κάνει ζέστη, ο φυσικός θερμοστάτης της Γης έχει παγιδεύσει όλο και περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα στα πετρώματα καθώς ο ήλιος θερμαίνεται – και θα συνεχίσει να το κάνει αυτό καθώς ο ήλιος συνεχίζει να θερμαίνεται. Τελικά, αυτό θα αποτελέσει πρόβλημα για τα φυτά. Εάν το διοξείδιο του άνθρακα πέσει πολύ χαμηλά, δεν θα μπορούν να φωτοσυνθέσουν.
Σε περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια από τώρα, το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα θα μειωθεί κάτω από τα 100 ppm, προβλέπουν οι επιστήμονες — αρκετά χαμηλό για να σκοτώσει το 95% των φυτών που ζουν σήμερα. Σε περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια από τώρα, το διοξείδιο του άνθρακα θα πέσει ακόμη χαμηλότερα και ο ήλιος θα είναι περίπου 10% λαμπρότερος από σήμερα. Σε αυτό το σημείο, τυχόν εναπομείναντα φυτά θα εξαφανιστούν. Με τη διακοπή της φωτοσύνθεσης, το οξυγόνο θα εξαφανιστεί γρήγορα από την ατμόσφαιρα.
Τελικά, ο θερμοστάτης θα χαλάσει εντελώς, λέει ο Χόφμαν. «Θα έρθει η στιγμή που θα χάσουμε αυτόν τον μοχλό εκπομπών CO₂». Όπως ένας παραθεριστής σε μια ζεστή μέρα που του τελειώνουν τα ρούχα για να βγάλει, έτσι και η Γη θα ξεμείνει από διοξείδιο του άνθρακα για να αποβάλει. Αλλά ο ήλιος θα συνεχίσει να ζεσταίνεται όλο και περισσότερο.
Οι θερμοκρασίες θα εκτοξευθούν υψηλότερες από ποτέ από την εποχή του Άδη και η Γη θα περάσει περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια ως κόλαση προτού ο ήλιος αρχίσει να πεθαίνει και να παρασύρει τον πλανήτη μας μαζί του.
Αυτό είναι περίπου όσο διάστημα η Γη ήταν κατοικήσιμη μέχρι τώρα — και πολύ περισσότερο από όσο θα υποστηρίξει ζωή αρκετά σύνθετη ώστε να δημιουργήσει συνειδητά μια κλιματική κρίση.
Πηγή: sciencenews.org
