Mis on kõige kuumem Maa kunagi olnud?

Kunstniku mulje Hadeani Maast. Pilt Hadeani ajastu kaudu

Kunstniku mulje Hadeani Maast. Pilt läbiHadeani ajastu


Autorid Michon Scott ja Rebecca Lindsey kauduNOAA Cimate.gov

Meie planeet koges oma kõige kuumemaid temperatuure tõenäoliselt oma esimestel päevadel, kui ta põrkas veel kokku muu kivise prahiga (planetesimaalid) Päikesesüsteemi ümber töötamine. Nende kokkupõrgete kuumus oleks hoidnud Maa sulas, kusjuures atmosfääri kõrgeim temperatuur oleks tõusnud 3600 kraadi Fahrenheiti (7538 C).


Isegi pärast neid esimesi kõrvetavaid aastatuhandeid on planeet mõnikord olnud palju soojem kui praegu. Üks soojemaid aegu oli geoloogilisel perioodil, mida tuntakse neoproterosoikumina, 600–800 miljonit aastat tagasi. Teine 'soe ajastu' on periood, mida geoloogid nimetavad paleotseeni-eotseeni termiliseks maksimumiks, mis leidis aset umbes 56 miljonit aastat tagasi.

Emily Greenhalghi koomiks NOAA Climate.gov kaudu.

Emily Greenhalghi koomiks NOAA Climate.gov kaudu.

Kuuma ajalugu

Termomeetrite ja ilmajaamade temperatuurirekordid on olemas vaid väikese osa kohta meie planeedi 4,54 miljardi aasta pikkusest elust. Uurides kaudseid vihjeid – kivimite, fossiilide ja kristallide, ookeanisetete, kivistunud riffide, puurõngaste ja jääsüdamike keemilisi ja struktuurseid tunnuseid – saavad teadlased siiski järeldada varasemaid temperatuure.




Miski sellest ei aita aga väga varajase Maa puhul. Aja jooksul, mida tuntakse Hadeani nime all (jah, sest see oli nagu Hades), oleksid Maa kokkupõrked meie noore päikesesüsteemi suurte planetesimaalidega, sealhulgas Marsi suuruse planeetidega, mille kokkupõrge Maaga arvatavasti tekitas Kuu. ja aurustati enamik kivimeid pinnal. Kuna Maal pole nii kaua aega tagasi säilinud kivimeid, on teadlased Kuu vaatluste ja astronoomiliste mudelite põhjal hinnanud varaseid Maa tingimusi. Pärast Kuu sünnitanud kokkupõrget oli planeedi temperatuur hinnanguliselt umbes 2300 kraadi Kelvinit (3680 F.).

Milline võis välja näha kokkupõrge, mis Maa Kuu sünnitas. Maa ja kivise prahi kokkupõrked varases Päikesesüsteemis oleksid hoidnud pinna sula ja pinnatemperatuuri villides. Pilt NASA kaudu.

Milline võis välja näha kokkupõrge, mis tekitas Maa Kuu. Maa ja kivise prahi kokkupõrked varases Päikesesüsteemis oleksid hoidnud pinna sula ja pinnatemperatuuri villides. Pilt NASA kaudu.

Isegi pärast kokkupõrgete peatumist ja planeedil oli kümneid miljoneid aastaid aega jahtuda, oli pinnatemperatuur tõenäoliselt üle 400 ° Fahrenheiti.TsirkoonkristallidAustraaliast, mis on Maast endast vaid umbes 150 miljonit aastat noorem, vihjab, et meie planeet võis jahtuda kiiremini, kui teadlased varem arvasid. Siiski oleks Maa oma lapsekingades kogenud palju kõrgemaid temperatuure, kui meie, inimesed, suudaksime ellu jääda.

Kuid oletame, et jätame välja vägivaldsed ja kõrvetavad aastad, mil Maa esmakordselt tekkis. Millal veel on Maa pind paisunud?


Namiibias asuv kivimimoodustis, mis näitab kivimit, mis tekib ainult soojas vees (kübar dolokivi), mis asub otse 635 miljoni aasta taguse segase settekivimi kohal, mida tavaliselt leidub liustike piiril (diamiktiit). Pilt läbi SnowballEarth.org.

Namiibias asuv kivimimoodustis, mis näitab kivimit, mis tekib ainult soojas vees (kübar dolokivi), mis asub otse 635 miljoni aasta taguse segase settekivimi kohal, mida tavaliselt leidub liustike piiril (diamiktiit). Pilt läbi SnowballEarth.org.

Sügavkülmiku sulatamine

600–800 miljonit aastat tagasi – ajavahemikku, mida geoloogid nimetasid neoproterosoikumiks –, viitavad tõendid, et Maa läbisJääaegnii külm, et jääkilbid ei katnud mitte ainult polaarlaiuskraadi, vaid võisid ulatuda kuni ekvaatori lähedal merepinnani. Peegeldades üha rohkem päikesevalgust tagasi kosmosesse, kui nad laienesid, jahutasid jääkilbid kliimat ja tugevdasid oma kasvu. Ilmselgelt ei jäänud Maa sügavkülmikusse kinni, kuidas siis planeet sulas?

Isegi kui jääkilbid katsid üha suuremat osa Maa pinnast, jätkasid tektooniliste plaatide triivimist ja kokkupõrget, mistõttu jätkus ka vulkaaniline tegevus. Vulkaanid eraldavad kasvuhoonegaasi süsinikdioksiidi. Meie praeguses jääajavabas maailmas kulutab silikaatkivimi looduslik ilmastikumõju sademete tõttu süsihappegaasi geoloogilise aja jooksul. Neoproterosoikumi külmade tingimuste ajal muutusid sademed haruldaseks. Kuna vulkaanid eraldavad süsihappegaasi ja sademeid on vähe või üldse mitte, et kivid ilmastikukindlad ja kasvuhoonegaasid tarbida, siis temperatuur tõusis.


Milliseid tõendeid on teadlastel selle kohta, et see kõik juhtus tegelikult umbes 700 miljonit aastat tagasi? Mõned parimad tõendid on 'kork karbonaadid” asub otse neoproterosoikumisaegsete liustiku lademete kohal. Kapkarbonaadid – kaltsiumirikka kivimi, näiteks lubjakivi kihid – tekivad ainult soojas vees.

Asjaolu, et need paksud kaltsiumirikkad kivimikihid asusid otse taanduvate liustike mahajäänud kivimite lademete peal, näitab, et temperatuur tõusis märkimisväärselt neoproterosoikumi lõpu lähedal, jõudes võib-olla üle 90 ° Fahrenheiti üle maailma keskmise temperatuurini. (Tänane globaalne keskmine on alla 60 °F.)

Paleotseeni-eotseeni termilise maksimumi ajal oli suurel osal Ameerika Ühendriikide mandriosast subtroopiline keskkond. See fossiilne palm on pärit Wyomingi osariigist Fossil Butte

Paleotseeni-eotseeni termilise maksimumi ajal oli suurel osal Ameerika Ühendriikide mandriosast subtroopiline keskkond. See fossiilne palm on pärit Wyomingi osariigist Fossil Butte'i rahvusmonumendist. Pilt läbiUSA rahvuspargi teenistus.

Troopiline Arktika

Teine osa Maa ajaloost, mida teadlased peavad planeedi kõige soojemaks, leidis aset umbes 55–56 miljonit aastat tagasi. Seda episoodi tuntakse kui paleotseeni-eotseeni termilist maksimumi (PETM).

Umbes 66–34 miljonit aastat tagasi ulatuvad paleotseen ja eotseen olid esimesed geoloogilised ajastud pärast mesosoikumi ajastu lõppu. (Mesosoikum – dinosauruste ajastu – oli ise ajastu, mida iseloomustasid kuumahoonetingimused.) Geoloogid ja paleontoloogid arvavad, et suurema osa paleotseeni ja varaeotseeni ajal olid poolused jäämütsideta ning nende kohal elasid palmipuud ja krokodillid. polaarjoon. Umbes 56 miljonit aastat tagasi toimunud üleminekut kahe ajastu vahel iseloomustas globaalse temperatuuri kiire hüppeline tõus.

PETM-i ajal näib, et globaalne keskmine temperatuur on tõusnud 5–8 °C (9–14 °F) kuni keskmise temperatuurini 73 °F. (Jällegi, tänane globaalne keskmine on 60 °F.) Ligikaudu samal ajal näitavad paleoklima andmed, nagu kivistunud fütoplankton ja ookeanisetted, tohutut süsinikdioksiidi eraldumist atmosfääri, mis vähemalt kahekordistab või võib-olla isegi neljakordistab taustkontsentratsiooni.

Ookeani süvatemperatuurid olid üldiselt kõrged kogu paleotseeni ja eotseeni perioodil, eriti soe piisk kahe geoloogilise epohhi piiril umbes 56 miljonit aastat tagasi. Temperatuurid kauges minevikus on tuletatud proksidest (hapniku isotoopide suhted fossiilsetelt foraminifeertelt). 'K' kvartaari stendid. Hunter Alleni ja Michon Scotti graafik, kasutades NOAA riikliku kliimaandmekeskuse andmeid, loal Carrie Morrill.

Sügavate ookeanide temperatuurid olid üldiselt kõrged kogu paleotseeni ja eotseeni perioodil, eriti soe piisk kahe geoloogilise epohhi piiril umbes 56 miljonit aastat tagasi. Temperatuurid kauges minevikus on tuletatud proksidest (hapniku isotoopide suhted fossiilsetest foraminifeeridest). “Q” tähistab kvartalit. Hunter Alleni ja Michon Scotti graafik, kasutades NOAA riikliku kliimaandmekeskuse andmeid, loal Carrie Morrill.

Siiani pole kindel, kust kogu süsihappegaas pärines ja milline oli sündmuste täpne jada. Teadlased on käsitlenud suurte sisemere kuivamist, vulkaanilist tegevust, igikeltsa sulamist, metaani vabanemist ookeani soojenemisest, tohutuid metsatulekahjusid ja lühidalt isegi komeeti.

Nagu midagi, mida me kunagi näinud pole

Maa kuumimad perioodid – Hadean, hiline neoproterosoikum, PETM – toimusid enne inimeste olemasolu. Need iidsed kliimad poleks olnud midagi sellist, mida meie liik pole kunagi näinud.

Kaasaegne inimtsivilisatsioon koos oma püsiva põllumajanduse ja asustustega on arenenud umbes viimase 10 000 aasta jooksul. See periood on üldiselt olnud madalate temperatuuride ja suhtelise globaalse (kui mitte piirkondliku) kliima stabiilsuse aeg.