Medicína a přírodověda

Článků v rubrice: 210

Cyklické změny teploty na Zemi

Paleoklimatologové hledají stopy vývoje teplot na Zemi v horninách a fosíliích. Dlouhodobé ochlazování začalo asi před 50 miliony lety, kdy byla průměrná globální teplota 14 °C. Tenkrát ještě nebyla na Zemi trvalá ledová pokrývka a hladina mořské vody byla o více než 70 m vyšší než dnes. V té době bylo v atmosféře velké množství skleníkových plynů z neznámých zdrojů, snad z vulkanických erupcí nebo z dopadů komet. Hladina CO2 v ovzduší dosahovala 1400 ppm. (Pro srovnání: dnes je to 414 ppm CO2 a v předindustriální době to bylo 280 ppm CO2.) Od té doby se Země začala ochlazovat a geologické procesy odčerpávaly CO2 z atmosféry.

Fotogalerie (2)
Vývoj teplot na Zemi za uplynulých 65 milionů let (zdroj: https://www.pnas.org/content/115/52/13288/tab-figures-data)

Klíčovým faktorem byl vznik pohoří. Nová pohoří odhalovala silikátové horniny, které při větrání pohlcovaly CO2 z atmosféry. Před 34 miliony lety bylo již dostatečně chladno, aby se na jižním pólu objevila ledová pokrývka. O třináct milionů let později se ledová pokrývka objevila i na severním pólu. Trend chladnutí skončil asi před 1,2 miliony lety. Od té doby se Země pomalu oteplovala, ale ledové čepičky na obou pólech zůstávaly. V průběhu všeobecného ochlazování se však střídala období oteplování a ochlazování, což způsobuje hlavně oběh Země kolem Slunce. Tím se mění distribuce slunečního záření dopadajícího na zemský povrch. Tyto změny jsou malé, ale mají velké dlouhodobé účinky. Jestliže je méně slunečního záření v severních zeměpisných šířkách, regionální teploty se snižují a zimní sněžení se zvyšuje. Slabší sluneční svit rovněž znamená, že sněhová pokrývka zůstává i přes letní měsíce a zvyšuje odrazivost povrchu. Díky tomu se více slunečního záření odráží zpět do kosmu a zesiluje se ochlazování. Stává se chladněji, je stále více sněhu a zvyšuje se ledová pokrývka, což vede k zalednění. Ochlazování způsobované orbitálními změnami vedlo rovněž ke snižování CO2 v atmosféře. Skleníkový jev byl tím oslaben, což vedlo k dalšímu ochlazování. Průměrné globální teploty kolísaly asi s periodicitou 100 000 let - opakovaly se cykly oteplování a ochlazování. Jedná se o tak zvané Milankovičovy cykly, pojmenované po srbském astronomovi. O těchto cyklech se poprvé začalo hovořit ve 20. letech minulého století. Ať již to bylo z jakýchkoliv příčin, Země zažila doby ledové i neobvykle silná oteplování. A tato období jsou proto velmi zajímavá pro vědce, kteří se snaží předvídat, jaké klima nás čeká v budoucnosti.

Milankovičovy cykly

Astronomické cykly ovlivňující klima na Zemi předpokládal již roku 1842 francouzský matematik Joseph Adhémar. Pojmenovány jsou podle srbského fyzika a matematika Milutina Milankoviče (1879 - 1958), který jako první podal důkazy o jejich existenci. Matematicky zdůvodnil, jak mohou souviset klimatické cykly s excentricitou její trajektorie, sklonem rotační osy a cyklickými orbitálními pohyby Země, jako je precese.

Zemská osa uskuteční jeden cyklus precese za přibližně 26 000 let. Současně dochází ke změně sklonu osy mezi 22,1 a 24,5° v 41 000 letých cyklech jako důsledek gravitačního působení na rovníkové vyboulení Země. Excentricita zemské dráhy vykazuje změny oběžné dráhy Země z eliptické na téměř kruhovou. Cykly způsobené tímto dějem se opakují každých přibližně 96 000 až 127 000 let a pak také s periodou přibližně 405 000 let díky gravitačnímu působení Jupiteru a Venuše. Je zde i další cyklus 2 400 000 let dlouhý.

Opakující se cykly jsou poměrně dobře zaznamenány ve fosilních nálezech, které mohou být i 200 milionů let staré. Potvrzení cyklů bylo dlouhou dobu komplikované kvůli absenci přesvědčivě datovatelných důkazů. To se změnilo po vyhodnocení výzkumu vrtných jader projektu Deep Sea Drilling Project. Pokračováním výzkumů vrtů v ledovcích v Grónsku a na Antarktidě došli vědci k závěru, že na severní i jižní polokouli došlo za poslední 2 miliony let k 20 cyklům nárůstu a poklesu ledovcové pokrývky.

Zdroje:

Graham Lawton: Cycles of change. New Scientist, 2019, č. 3237, s. 40 (Jedná se o překlad jen části rozsáhlejšího článku: Climate´s future written in rocks, s.38-42)

Wikipedie: https://cs.wikipedia.org/wiki/Milankovi%C4%8Dovy_cykly

Zdroj grafu :  Pliocene and Eocene provide best analogs for near-future climates, K. D. Burke, J. W. Williams, M. A. Chandler, A. M. Haywood, D. J. Lunt, and B. L. Otto-Bliesner

PNAS December 26, 2018 115 (52) 13288-13293;  https://doi.org/10.1073/pnas.1809600115

Václav Vaněk
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Jak mohou roboti zneužít naši důvěřivost

Roboti se stávají čím dál rychleji součástí našich všedních životů. Proto bychom neměli podceňovat jejich vliv na společnost a možná bezpečnostní rizika, která jejich začleňování do běžného života přinese.

Alfred Werner a milník v dějinách chemie

K letošnímu stému výročí úmrtí zakladatele komplexní chemie Alfreda Wernera přinášíme jeho životopis i zajímavosti o vzniku nového vědního oboru anorganické chemie.

Profesoři laserové fúze - Bruecker a Siegel

O soukromém úsilí v oblasti termojaderné fúze jsme již psali vícekrát. O prvním „soukromníkovi“ zatím ani jednou. Poslyšte příběh, který měl dva konce. Dobrý a špatný. Vůbec prvními fúzními podnikateli byli Americký fyzik Keith Brueckner a podnikatel Kip Siegel.

Den otevřených dveří na MatFyz

dne 21.11.2019 pořádá Matematicko-fyzikální fakulta UK tradiční Den otevřených dveří. Připravuje opět bohatý program, který probíhá po celý den v budově Matfyzu na Malostranském náměstí 25. Mnoho inspirativního nabídne také učitelům fyziky, matematiky či informatiky.

Vakuum jako na měsíci

Specialitou české pobočky firmy Edwards jsou přístroje pro oblast vědeckého vakua. Firma z Lutína jimi zásobuje celý svět. Díky vývěvám fungují nejpřesnější elektronové mikroskopy na světě či supersilné vědecké lasery.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail