zmiany_klimatu2.pdf

Zmiany klimatu

Zbigniew Jaworowski

kle zimne i ciepáe naprzemiennie na-

stĊpowaáy po sobie w okresach siĊga-

jących od setek milionów do kilkunastu lat,

gáównie w rytm zmian zachodzących na SáoĔ-

cu i w jego sąsiedztwie. Obecnie znajdujemy

siĊ blisko poáowy czasu od powstania SáoĔca

(5 miliardów lat temu) do czasu kiedy (za

7 miliardów lat) zacznie kurczyü siĊ do roz-

miarów biaáego karáa, zabijając swym Īarem

wszystko co Īyje na Ziemi. U początku ewo-

lucji SáoĔca jego promieniowanie byáo blisko

30% mniejsze niĪ obecnie. Prawdopodobnie

wpáywaáo to na prekambryjskie okresy zimna.

topnienia oceanicznego lodu powodowaáy

ogromne zakwity sinic (cyjanobakterii) i ma-

sową produkcjĊ tlenu. To z kolei, juĪ 2,4 mi-

liarda lat temu, wpáynĊáo na rozwiniĊcie siĊ

mechanizmów obronnych chroniących orga-

nizmy Īywe przed niszczącym dziaáaniem

rodników tlenowych.

Mechanizmy te chronią przed promienio-

waniem jonizującym równieĪ nas. Bez nich

ani nie mogáoby rozwinąü siĊ Īycie ekspono-

wane na ogromny naturalny strumieĔ uszko-

dzeĔ DNA, ani nie moglibyĞmy Īyü obecnie.

W kaĪdej komórce ssaka powstaje w ciągu

jednego roku okoáo 70 milionów spontanicz-

nych uszkodzeĔ DNA, gáównie wskutek

dziaáania rodników wytworzonych metaboli-

zmem tlenu, a tylko piĊü uszkodzeĔ pocho-

dzi od naturalnego promieniowania jonizują-

cego. Zarówno Ğrodowisko naturalne, jak

i Ğwiat Īywy powstaáy wiĊc w związku z dra-

matycznymi zmianami klimatu.

Klimat prekambru

W 1989 roku Joseph Kirschvink znalazá

koáo Adelaidy w Australii skaáy sprzed 700

milionów lat ze Ğladami dziaáalnoĞci lodow-

ców. Utrwalony w nich sygnaá magnetyczny

wskazuje (przy zaáoĪeniu, Īe i wówczas bie-

guny magnetyczne byáy zgodne z osią obro-

tu Ziemi), Īe w owym czasie skaáy te znajdo-

waáy siĊ na równiku. Oznacza to, Īe caáa ów-

czesna Ziemia byáa skuta lodem. Kirschvink

ten stan Ziemi nazwaá w roku 1992 Snowball

Earth – Ziemską Kulą ĝniegu. Twierdziá

równieĪ, Īe w prekambrze zjawisko to wy-

stąpiáo wielokrotnie. Jedno z takich global-

nych zlodowaceĔ miaáo zdarzyü siĊ 2,4 mi-

liardy lat temu. Tak wielkie zlodowacenia

musiaáy prowadziü do drastycznego zaniku

biologicznej produktywnoĞci, jednak kolejne

StrumieĔ promieniowa-

nia kosmicznego

i zmiany klimatu

w ciągu ubiegáych

545 milionów lat

(wg Shaviv, N. J. & Ve-

dizer, J. 2003. Celestial

driver of Phanerozoic

climate? GSA Today ,

July, 4-10)

Cykle klimatyczne

W czasie fanerozoiku (ostatnie 545 milio-

nów lat) Ziemia wchodziáa kolejno w osiem

wielkich cykli klimatycznych, trwających od

okoáo 50 do 90 milionów lat kaĪdy. Cztery

z nich byáy o okoáo 4°C zimniejsze ( Iceho-

uses ) od czterech cykli ciepáych ( Greenho-

uses ). Te dáugie cykle spowodowane byáy

prawdopodobnie wĊdrówką naszego ukáadu

sáonecznego poprzez ramiona Drogi Mlecz-

nej. W pewnych ramionach trafiają siĊ obsza-

ry silnego tworzenia gwiazd, co áączy siĊ

z czĊstymi wybuchami gwiazd nowych i su-

pernowych. W takich rejonach galaktyczne

promieniowanie kosmiczne jest nawet do 100

razy wyĪsze niĪ dociera obecnie do heliosfery.

Przy podwyĪszonym promieniowaniu ko-

smicznym w troposferze Ziemi powstaje wiĊ-

cej chmur, odbijających promienie sáoneczne

i klimat staje siĊ zimniejszy. Gdy SáoĔce wĊ-

drowaáo tam, gdzie promieniowanie kosmicz-

ne byáo sáabsze, na Ziemi klimat siĊ ocieplaá.

Na cykle klimatyczne liczące dziesiątki

milionów lat nakáadają siĊ cykle krótsze,

wzmacniając lub osáabiając zmiany dáugo-

terminowe. W ciągu ubiegáego miliona lat

nastąpiáo osiem do dziesiĊciu epok lodowco-

wych, trwających po okoáo 100 000 lat

i przedzielanych krótszymi okresami ocie-

plenia (po okoáo 10 000 lat). RóĪnica Ğred-

EWOLUCJA, Nr2kwiecień2004

K limat Ziemi zmieniaá siĊ zawsze. Cy-

ZMIANYKLIMATU

niej temperatury powietrza przy powierzchni

ziemi pomiĊdzy epoką lodowcową i miĊdzy-

lodowcową wynosiáa 3 – 7°C.

Zmiany krótkotrwaáe, rzĊdu kilku lat, po-

wodowane są czynnikami ziemskimi, takimi

jak duĪe wybuchy wulkanów wznoszące py-

áy do stratosfery, oraz zjawisko El NiĔo,

związane z prądami oceanicznymi.

towaá to znany badacz Antarktydy Richard B.

Alley: „Po 10 000 lat wychodzenia z epoki lo-

dowej, badacze wáączyli swe instrumenty do-

káadnie w chwili, gdy zaczĊáa siĊ stabilizacja

lub ponowny wzrost lądolodu”. WczeĞniej-

sze badania satelitarne powierzchni lodow-

ców prowadzone przez H. J. Zwallyego

z NASA w koĔcu lat osiemdziesiątych wska-

zywaáy, Īe masa czapy lodowej Grenlandii

przyrasta obecnie z szybkoĞcią odpowiadają-

cą obniĪeniu poziomu globalnego oceanu

o 0,20 do 0,44 mm rocznie. Badania glaciolo-

giczne na Antarktydzie

wskazują, Īe masa lą-

dolodu przyrasta tam

obecnie o 5 do 25%

globalnej masy rocz-

nych opadów atmosfe-

rycznych, co odpowia-

da okoáo 1,0 do 1,2

mm obniĪenia pozio-

mu oceanu rocznie.

Poziom wód oceanicznych

a zasiĊg lodowców

Poziom Ğwiatowego oceanu powoli pod-

nosi siĊ od tysiĊcy lat. Odkąd 18 000 lat te-

mu poczĊáa ustĊpowaü ostatnia epoka lodo-

wa poziom oceanu podwyĪszyá siĊ okoáo

100 m. WpáynĊáo na to zwiĊkszenie masy

wód morskich przez topiące siĊ czapy lodo-

we Arktyki i Antarktydy oraz lodowców

górskich, a takĪe termiczne zwiĊkszenie ob-

jĊtoĞci cieplejszego oceanu. Ten proces cią-

gle trwa ze zmienną intensywnoĞcią.

JednoczeĞnie jednak skorupa ziemska,

uwolniona z ogromnego ciĊĪaru czap lodo-

wych, lokalnie siĊ unosi. Wskutek tego

w pewnych okolicach, np. w Sztokholmie,

poziom morza obniĪa siĊ o 4 mm rocznie,

a w rejonie Baltimore (Maryland) o 3,5 mm.

W San Francisco w ciągu 140 lat obserwacji

wykryto, Īe poziom morza waha siĊ w cy-

klach trzydziestoletnich od –2 do +5 mm na

rok. W obszernym przeglądzie badaĔ z tej

dziedziny opublikowanym w roku 1995 B.

C. Douglas z National Oceanographic Data

Center w Waszyngtonie stwierdziá, Īe jednak

w ciągu ubiegáych 150 lat nie nastąpiáo staty-

stycznie istotne przyspieszenie podnoszenia

siĊ globalnego poziomu morza.

SytuacjĊ dodatkowo komplikuje to, Īe

przy cieplejszym klimacie wiĊcej wody od-

parowuje, a nastĊpnie w postaci Ğniegu opa-

da na lądolody Grenlandii i Antarktydy, niĪ

spáywa do mórz z topiących siĊ lodowców.

Pomiary poziomu oceanu prowadzone w la-

tach 1900 – 1975 wskazywaáy, Īe im wyĪsza

Ğrednia temperatura powietrza i powierzchni

mórz tropikalnych tym niĪszy jest poziom

oceanu. Od lat siedemdziesiątych lodowce

Arktyki, Grenlandii i Antarktydy przestaáy

siĊ cofaü i zaczĊáy przyrastaü. Opublikowane

w 2002 roku w Science wyniki badaĔ sateli-

tarnych naszego rodaka Sáawomira Tulaczy-

ka, pracującego na Uniwersytecie Kalifornij-

skim w Santa Cruz, wskazują, Īe szybkoĞü

spáywu lodu antarktycznego ulegáa spowol-

nieniu a nawet niekiedy zatrzymaniu, co

wpáynĊáo na pogrubienie lądolodu. Skomen-

Wpáyw klimatu

na dzieje ludzkoĞci

Klimat zmieniaá siĊ i w czasach histo-

rycznych. Podczas silnego Ocieplenia Ho-

loceĔskiego, pomiĊdzy 7,0 a 3,5 tysiĊcy lat

temu, Ğrednia globalna temperatura powie-

trza byáa o 2°C wyĪsza od dzisiejszej. Wte-

dy rozwinĊáo siĊ rolnictwo i powstaáy wiel-

kie cywilizacje staroĪytnoĞci. Ocieplenie

ĝredniowieczne trwaáo ponad trzysta lat,

a maksimum temperatury (1,5°C powyĪej

obecnej) osiągnĊáo okoáo r. 990, wtedy gdy

powstawaáo paĔstwo polskie.

PiĊüsetletnia Maáa Epoka Lodowa pano-

waáa na Ziemi od okoáo 1350 do 1880 r.

W epoce tej temperatura byáa o 0,9°C niĪsza

niĪ obecnie. Na zamarzniĊtej Tamizie odby-

waáy siĊ festyny, a przez Baátyk jeĨdziáo siĊ

z Polski do Szwecji saniami, nocując po

drodze w ustawionej na lodzie karczmie.

W górach Szkocji linia Ğniegu siĊgaáa 300 –

400 m niĪej niĪ obecnie. ZasiĊg lodu mor-

skiego koáo Islandii i Grenlandii byá tak

wielki, Īe caákowicie zamknąá dostĊp do ko-

lonii Wikingów, zaáoĪonej na Grenlandii

w r. 985 w czasie Ocieplenia ĝredniowiecz-

nego. NadejĞcie Maáej Epoki Lodowej do-

prowadziáo do jej zagáady.

Ciągle jeszcze nie caákiem wyszliĞmy

z Maáej Epoki Lodowej. Do tej pory nie po-

wróciáy do wód Baátyku ciepáolubne gatun-

ki okrzemek, które królowaáy w czasie Ocie-

plenia ĝredniowiecznego. Najszybciej tem-

Cofanie siĊ lodowca

Storbreen w Norwegii

rozpoczĊáo siĊ okoáo ro-

ku 1750 i najszybciej

zachodziáo do lat 1940-

tych. Obecnie lodowce

Arktyki zmniejszyáy

szybkoĞü zmniejszania

swej masy a niektóre

weszáy

w fazĊ wzrostu

(wg Liestol, O. & Stor-

breen, O. 1967.

Storbreen Glacier in Jo-

tunheimen, Norway. 61

pp. Norsk Polarinstitutt,

Oslo)

Nr2kwiecień2004, EWOLUCJA

ZMIANYKLIMATU

Maksymalna szybkoĞü

wiatru huraganów na

Oceanem Atlantyckim

w kolejnych latach 1940

– 1993 ulegáa zmniej-

szeniu o okoáo 5 km na

godzinĊ, tj. o 12%;

przerywana linia wska-

zuje tendencjĊ

(wg Landsea, C. W. et

al. 1996. Downward

trends in the frequency

of intense Atlantic hur-

ricanes during the past

five decades. Geogra-

phical Research Letters

23, 1697-1700)

peratura podnosiáa siĊ na początku XX wie-

ku, osiągając maksimum okoáo roku 1940.

Wtedy wáaĞnie gwaátownie kurczyáy siĊ lo-

dowce górskie i arktyczne, ale ich odwrót

z rekordowych zasiĊgów w najzimniejszym

okresie Maáej Epoki Lodowej zacząá siĊ juĪ

dwieĞcie lat wczeĞniej, okoáo roku 1750.

W XVII i XVIII wieku lodowce nasuwaáy siĊ

na alpejskie wioski niekiedy z szybkoĞcią 20

metrów rocznie, niszcząc domy i pola.

W czasach nam najbliĪszych klimat naj-

wyraĨniej áagodnieje. Od roku 1896 do 1995

liczba burz z gradobiciem i opadem powyĪej

20 mm w Krakowie stale siĊ zmniejszaáa, jak

pokazuje jeden z nielicznych na Ğwiecie cią-

gáych zapisów meteorologicznych z jednej

miejscowoĞci. Od roku 1930 ich czĊstoĞü

spadaáa o 1,1 burzy rocznie (Bielec, Z. 2001.

Atmospheric Research 56, 161). RównieĪ da-

ne pomiarowe z portu w Koáobrzegu z lat

1901-1990 wskazują na staáą lub zmniejsza-

jącą siĊ liczbĊ sztormów (Wróblewski, A.

2001. Climate Research 18, 25). CzĊstoĞü

i wielkoĞü powodzi Wisáy obserwowana

w Krakowie nie tylko nie wzrosáa lecz od r.

1940 znacznie siĊ obniĪyáa (Starkel, L. 2002.

Quaternary International 91, 25). Podobnie

dziaáo siĊ w XX w. z huraganami nad Atlan-

tykiem i na caáym Ğwiecie.

Od wyjątkowo gorących lat czterdzie-

stych do 1975 r. klimat Ziemi oziĊbiá siĊ

o okoáo 0,3°C. Po 1975 r. do poáowy lat

dziewiĊüdziesiątych pomiary stacji mete-

orologicznych wskazywaáy, Īe Ğrednia tem-

peratura globu znów zaczĊáa rosnąü. Okazu-

je siĊ jednak, Īe byá to tylko artefakt pomia-

rowy, spowodowany rozrostem miast i wy-

twarzanym przez nie efektem „wysp cie-

páa”. Stacje meteorologiczne, niegdyĞ poáo-

Īone na peryferiach, zostaáy wcháoniĊte do

miast, gdzie temperatura jest wyĪsza niĪ „w

terenie”. Poza miastami w Stanach Zjedno-

czonych i w Europie zaobserwowano raczej

spadek, a nie wzrost temperatury. Odnosi

siĊ to równieĪ do rejonów polarnych, gdzie

obserwowano ocháodzenie: w Arktyce

o prawie 3°C od 1940 r., a na Biegunie Po-

áudniowym o okoáo 1,5°C od 1957 r. Nato-

miast w czasie Ocieplenia HoloceĔskiego

Arktyka byáa o 3 – 7°C cieplejsza niĪ obec-

nie. Najbardziej obiektywne pomia-

ry temperatury dolnej troposfery (od

powierzchni Ziemi do wysokoĞci

8 km) prowadzone od 1979 do 2002

r. przez amerykaĔskie satelity (nie

zakáócane „wyspami ciepáa” i po-

krywające niemal caáą planetĊ),

wskazują na lekkie ocháodzenie kli-

matu Ziemi (–0,06°C na dekadĊ).

W 1999 r. temperatura troposfe-

ry wzrosáa wskutek zjawiska El Ni-

Ĕo (cyklicznych zmian prądu mor-

skiego páynącego od Antarktydy,

wzdáuĪ Chile i Peru, do równika),

a od 2000 r. satelity zanotowaáy po-

nownie znaczne oziĊbienie. Nato-

miast temperatura dolnej stratosfery

(14 – 22 km wysokoĞci) od roku

1993 stale siĊ obniĪa. Jak podaje Na-

ture (2003) w kwietniu wielkie iloĞci

dorszy zamarzáy w Atlantyku koáo

Nowej Funlandii, gdzie temperatura

wody spadáa do –1,7°C. Ostatni raz

zdarzyáo siĊ to w roku 1882. Rów-

nieĪ Wielkie Jeziora Huron, Supe-

Pomiary temperatury

w dwóch odwiertach lo-

dowych w poáudniowej

(Dye 3) i centralnej

(GRIP) Grenlandii (wg

Dahl-Jensen et al . 1998.

Past temperatures direc-

tly from the Greenland

Ice Sheet. Science 282,

268-271). Páatki Ğniegu

opadające na po-

wierzchnie lodowca ma-

ją taką samą temperatu-

rĊ jak otaczające powie-

trze. Lód utworzony

z tych páatków Ĩle prze-

wodzi ciepáo i jego pier-

wotna temperatura za-

chowuje siĊ w lądolo-

dzie przez tysiące lat

EWOLUCJA, Nr2kwiecień2004

ZMIANYKLIMATU

rior i Erie zamarzáy kompletnie, po raz

pierwszy odkąd dostĊpne są zapisy, a grani-

ca lasów w Kanadzie siĊga obecnie 130 km

bardziej na poáudnie niĪ w czasie Ocieple-

nia ĝredniowiecznego. W Irkucku najwyĪ-

szą Ğrednioroczną temperaturĊ, +2,3°C,

zmierzono w r. 1997. O tej pory temperatu-

ra spadáa do +1,2°C w r. 1998, do +0,7°C

w r. 1999 i do +0,4°C w r. 2000.

niejszym gazem cieplarnianym jest para

wodna. Przypada na nią okoáo 95% (niektó-

rzy, np. prof. R. Lindzen, twierdzą Īe 99%)

tzw. „efektu cieplarnianego”, a wszystkie ga-

zy cieplarniane emitowane do atmosfery

przez ludzi mają znikome znaczenie, dodając

zaledwie 0,29% do tego efektu.

Za czasów Arrheniusa klimat zacząá siĊ

szybko ocieplaü wychodząc z piĊüsetletniej

Maáej Epoki Lodowej. Przemysá Ğwiatowy

emitowaá wówczas do atmosfery 13 razy

mniej CO 2 niĪ obecnie i jego wpáyw na tem-

peraturĊ dolnej atmosfery byá z pewnoĞcią

bez znaczenia.

Krzywe zmiany tempe-

ratury powietrza przy

powierzchni Ziemi

w latach 1957 – 2000,

oraz stĊĪenia dwutlenku

wĊgla w powietrzu

w latach 1973 – 1999,

w stacji Amundsen-Scott

na Biegunie Poáudnio-

wym. Krzywe te nie wy-

kazują związku ze sobą

(wg Daly, J. L. 2003.

What the stations say )

Znaczenie gazów cieplarnianych

WĞród czynników ziemskich promienio-

wanie jonizujące radionuklidów wnĊtrza Zie-

mi (gáównie potasu 40 K, oraz izotopów szere-

gu uranowego i torowego) odgrywa tylko nie-

wielką rolĊ w utrzymywaniu Ğredniej tempe-

ratury powietrza przyziemnego powyĪej

punktu topnienia wody. Natomiast dominują-

cym czynnikiem ziemskim są tzw. „gazy cie-

plarnianie”, dziĊki którym Ğrednia temperatu-

ra powietrza przyziemnego wynosi +15°C.

Bez pocháaniania przez nie promieniowania

sáonecznego odbitego od powierzchni Ziemi

temperatura ta wynosiáaby tylko –18°C.

HipotezĊ twierdzącą, Īe przemysáowe

emisje dwutlenku wĊgla (CO 2 ) mogą spowo-

dowaü ocieplenie atmosfery przedstawiá w r.

1898 szwedzki astrofizyk i fizyko-chemik

Svante Arrhenius. Dwutlenek wĊgla pocháa-

nia promieniowanie podczerwone w próbów-

ce fizyka i w atmosferze, dając tzw. „efekt

cieplarniany”. Jednak w atmosferze gáównym

gazem cieplarnianym jest nie dwutlenek wĊ-

gla, lecz para wodna, odpowiedzialna za

95% tego efektu. Bez jej obecnoĞci w atmos-

ferze caáa powierzchnia Ziemi áącznie z oce-

anami byáoby zamarzniĊtą bryáą. NajwaĪ-

StĊĪenie gazów cieplarnianych

w przeszáoĞci

WaĪnym Ĩródáem wiedzy o przemianach

klimatu są oznaczenia zawartoĞci CO 2 w lo-

dach Antarktydy. Są one teĪ najwaĪniejszym

fundamentem hipotezy ogrzewania klimatu

przez czáowieka, zakáadającej, Īe przed Re-

wolucją Przemysáową poziom CO 2 w atmos-

ferze wynosiá okoáo 0,028%. Glacjologowie

analizujący skáad chemiczny baniek powie-

trza uwiĊzionych w starym lodzie twierdzili,

Īe w czasie Ocieplenia ĝredniowiecznego

stĊĪenie CO 2 w atmosferze wynosiáo tylko

0,028%, a nie jak obecnie okoáo 0,036%,

a gdy wychodziliĞmy z ostatniej epoki lodo-

wej (10 500 lat temu) i temperatura podniosáa

siĊ gwaátownie o kilka stopni, poziom dwu-

tlenku wĊgla w atmosferze siĊgaá tylko

0,026%. Twierdzili równieĪ, Īe w ciągu ostat-

nich 400 000 lat poziom CO 2 w atmosferze

zawsze byá poniĪej 0,030% i dopiero cywili-

zacja przemysáowa podniosáa go wyĪej. Od r.

1990 wraz z kolegami z Japonii i Norwegii,

opublikowaáem kilka prac wykazujących, Īe

tak niskie wartoĞci nie są obrazem prawdzi-

wego skáadu chemicznego dawnej atmosfery,

lecz artefaktem spowodowanym licznymi

procesami fizykochemicznymi zachodzący-

mi w lądolodzie.

NajwaĪniejszym z nich jest znikanie

dwutlenku wĊgla z baniek powietrznych

wskutek powstawania klatratów CO 2 . Są to

Gaz cieplarniany

Ze Ĩródeá natural-

nych i ludzkich

95,00

Z dziaáalnoĞci

ludzkiej

0,001

Para wodna (H 2 O)

Dwutlenek wĊgla

(CO 2 )

Podtlenek azotu

(N 2 O)

Metan (CH 4 )

Inne (freony, itp.)

Razem

3,62

0,117

0,95

0,36

0,07

100,00

0,05

0,07

0,05

0,29

Udziaá róĪnych czynników w efekcie cieplarnianym (w

procentach caáego efektu).

Nr2kwiecień2004, EWOLUCJA

ZMIANYKLIMATU

nie, i wcale nie miaáo dramatycznego wpáywu

na temperaturĊ. Szacuje siĊ na podstawie gĊ-

stoĞci szparek w liĞciach, Īe w eocenie,

50 milionów lat temu, stĊĪenie to wynosiáo

2000 ppmv a temperatura byáa tylko o 1,5°C

wyĪsza niĪ teraz. Przed 90 milionami lat (kre-

da) stĊĪenie CO 2 byáo 2 600 ppmv, a w karbo-

nie (340 milionów lat temu) 4 000 ppmv. Kie-

dy przed 440 milionami lat (ordowik) poziom

CO 2 wynosiá 6 500 ppmv, na lądach obu póá-

kul wystĊpowaáy lodowce.

Pomiary temperatury

dolnej troposfery (od

powierzchni Ziemi do

8 km) oraz dolnej stra-

tosfery (14 – 22 km)

wykonane przez dzie-

wiĊü satelitów TITOS-N.

(wg Spencer R. & Chri-

sty, J. 2003. What mi-

crowaves teach us about

the atmosphere ). Wzrost

temperatury w r. 1998

spowodowany zostaá

tzw. efektem El NiĔo.

W caáym okresie wi-

doczne jest lekkie obni-

Īenie temperatury wyno-

szące okoáo 0,06°C na

dekadĊ. Wzrost tempe-

ratury w dolnej stratos-

ferze w r. 1982 spowo-

dowany byá zapyleniem

stratosfery przez wy-

buch wulkanu El Chi-

chon, a w r. 1991 przez

wybuch Mt Pinatubo.

WrzesieĔ 1996 byá naj-

zimniejszym miesiącem

kiedykolwiek zaobser-

wowanym w stratosferze

biaáe krysztaáy, w których kaĪda cząsteczka

dwutlenku wĊgla zamkniĊta jest w „koszycz-

ku” kilku cząsteczek wody. Pierwszy odkryá

je Zygmunt Wróblewski w r. 1882. W zim-

nym lodzie antarktycznym klatraty powstają

gdy ciĞnienie wzroĞnie powyĪej 5 barów,

czyli juĪ na gáĊbokoĞci 100 metrów, prowa-

dząc do ubytku gazowego CO 2 z zamkniĊ-

tych w lodzie baniek powietrza.

Charakterystyczną cechą lodowcowych

pomiarów CO 2 jest to, Īe nie idą one w parze

z lodowcowymi pomiarami temperatury

opartymi na badaniu stabilnych izotopów wo-

doru i tlenu. Jak wykazaliĞmy w naszych pra-

cach, podwyĪszenie temperatury zawsze wy-

przedzaáo wzrost stĊĪeĔ CO 2 w lodzie o 1000

do 13 000 lat. Podobne zjawisko: najpierw

wzrost temperatury a okoáo 5 miesiĊcy potem

wzrost CO 2 w powietrzu obserwuje siĊ rów-

nieĪ w dzisiejszej atmosferze. Powodem tego

jest zwiĊkszone odgazowywanie dwutlenku

wĊgla z cieplejszego oceanu, który jest gáów-

nym Ĩródáem CO 2 w atmosferze.

Badania botaniczne, oparte na zaleĪnoĞci

gĊstoĞci aparatów szparkowych (stomata) li-

Ğci od stĊĪenia CO 2 w powietrzu wskazują,

Īe w okresie od 9 380 do 10 070 lat temu stĊ-

Īenie to wahaáo siĊ od 333 do 348 ppmv, czy-

li byáo podobne do obecnego. RównieĪ

z bezpoĞrednich pomiarów CO 2 w powie-

trzu, prowadzonych w 10 krajach europej-

skich od r. 1816, wynika, Īe Ğrednie stĊĪenie

CO 2 wynosiáo w XIX wieku 335 ppmv.

W pradawnych czasach stĊĪenie CO 2

w powietrzu byáo znacznie wyĪsze niĪ obec-

Czynniki okreĞlające przemiany

dzisiejszego klimatu

Zmiany temperatury atmosfery nie idą

w parze ze zmianami stĊĪenia CO 2 i innych

Ğladowych gazów cieplarnianych. Natomiast

są zgodne ze zmianami aktywnoĞci SáoĔca,

przebiegającymi w cyklach trwających po 11

i okoáo 90 lat. Wiadomo o tym juĪ od 1982 r.,

kiedy T. Landscheidt zauwaĪyá, Īe w okresie

od r. 1000 do 1950 temperatura powietrza Ğci-

Ğle zaleĪaáa od cyklicznej aktywnoĞci SáoĔca.

W 1991 r. ukazaáa siĊ w Science praca E.

Friis-Christensen i K. Lassena, przedstawia-

jąca zadziwiającą zgodnoĞü w latach 1865 –

1985 temperatury póákuli póánocnej z 11-le-

tnimi cyklami pojawiania siĊ plam sáonecz-

nych. Plamy te są miarą aktywnoĞci SáoĔca.

Pomiary satelitarne wykazują, Īe zmiany

radiacji sáonecznej mogą odpowiadaü zmia-

ZawartoĞü

Osady

Substancje organiczne

w wodzie morskiej

Substancje nieorganiczne

w wodzie morskiej

Paliwa kopalne (dostĊpne)

Atmosfera

Gleba

Biomasa lądowa

Biomasa morska

Roczne Strumienie

Naturalne

Ocean

Lądy

Antropogeniczne

Paliwa kopalne i rolnictwo

Gigatony

60 000 000

1000

38 000

7 200

727

1 300

834

106

175 Gt

(w tym an-

tropogenicz-

ne = 3,4%)

ZawartoĞü wĊgla pierwiastkowego w komponentach

Ğrodowiska oraz roczne strumienie CO 2 do atmosfery

(w gigatonach C = 1015 g C)

Wszystkie strumienie razem

nom temperatury powierzchni Ziemi nawet

o 0,45°C. W 1997 r. okazaáo siĊ jednak nie-

spodziewanie, Īe to nie SáoĔce ma decydują-

cy wpáyw na przebieg krótkoterminowych

EWOLUCJA, Nr2kwiecień2004

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: