Selama penyebaran mamalia di sekitar planet ini, suhu Bumi meningkat tajam dan berbahaya - dan planet ini mungkin mengalami hal ini lagi.
Awal mula mamalia sangat aneh. Planet ini masih bergerak menjauh dari menghilangnya superstarnya yang terkenal, dinosaurus. Kawah terbaru Bumi masih merupakan sistem uap mata air hidrotermal yang menguap di bawah Teluk Meksiko. Setelah tragedi semacam itu, nenek moyang kita yang terpana dengan diam-diam menyetujui peran baru di planet yang diwarisi secara acak. Dan segera, kehidupan disesuaikan dengan ritme baru - boas 15 meter membajak melalui rumah kaca hutan, burung tumbuh dengan proporsi raksasa, meniru sepupu mereka yang meninggalkan mereka, dan mamalia muncul, relatif mirip dengan yang modern, yang bisa kita kenali, setelah mencoba sedikit. Dan selama beberapa juta tahun, terbebas dari tumit besi raksasa yang lenyap, mereka mulai bereksperimen. Paus purba penting membajak hamparan kepulauan Pakistan dengan empat kaki, menguji kehidupan di air. Primata seperti lemur pertama melompat dari puncak pohon, dan semua jenis berkuku bergegas ke sana kemari melalui hutan.
Tetapi fitur yang paling menakjubkan dari periode mamalia awal adalah panas yang meresap - sangat panas sehingga 50 juta tahun yang lalu buaya, pohon-pohon palem dan
hiu pasir abu -
abu ditemukan di belakang Lingkaran Arktik. Di sisi lain bola biru-hijau, di perairan yang saat ini mencuci Antartika, suhu permukaan air bisa mencapai 30 º C yang luar biasa hari ini, dan hampir hutan tropis tumbuh di Antartika. Zona tak bernyawa ada di daerah tropis, terlalu panas untuk beberapa tanaman atau hewan untuk bertahan hidup.
Situasi ini berlaku di atmosfer kuno, 0,1% di antaranya (1000 ppm) adalah karbon dioksida. Jika angka ini tampak familier - Anda benar, ke kondisi inilah umat manusia harus membawa planet ini ke akhir abad ini. Ini seharusnya sedikit mengganggu kita.
“Lepaskan lebih banyak CO
2 ke atmosfer - dan dapatkan pemanasan yang lebih cepat. Ini adalah fisika yang sangat sederhana, yang kami pikirkan pada abad ke-19, ”kata David Naafs, spesialis geokimia organik dari University of Bristol. “Tapi seberapa akurat [planet ini] akan menghangat pada akhir abad ini, kita tidak tahu. Berdasarkan penelitian kami pada iklim kuno, kita dapat mengatakan itu lebih dari yang kita pikirkan. ”
Pekan lalu, Naafs dan rekan-rekannya menerbitkan sebuah studi di jurnal Nature Geoscience, di mana mereka merekonstruksi suhu tanah selama ruang uap kuno ini dengan kandungan CO
2 tinggi yang ada di Late
Paleocene dan Early
Eocene - di awal gerah era mamalia. Dan mereka menggali suhu yang tidak terduga.
Untuk mempelajari tanah masa lalu, para ilmuwan membutuhkan batu yang bagus, dan, untungnya bagi ahli geologi dan perusahaan pertambangan mineral, sejumlah besar batu bara tersisa di hutan dan rawa-rawa dari era mamalia awal. Lembah Sungai
Powder di AS, misalnya, dipenuhi dengan fosil rawa-rawa Paleosen, yang, terbakar hari ini, menghasilkan sekitar 10% dari kontribusi terhadap emisi karbon di AS. Tim Naafs mempelajari contoh batubara kualitas rendah,
lignit hitam , atau gambut fosil. Batubara semacam itu ditemukan di seluruh dunia (di mana-mana, mulai dari tambang terbuka di Jerman hingga batuan terbuka di Selandia Baru), dan waktu kemunculannya membentang dari Paleosen Akhir ke Eosen Awal, dari 56 hingga 48 juta tahun yang lalu. Para ilmuwan mampu memulihkan keadaan iklim kuno dengan menganalisis struktur
lipid yang peka terhadap suhu yang dihasilkan oleh bakteri fosil dan arkaea yang hidup di rawa-rawa yang telah punah ini dan dilestarikan dalam batu bara. Tim menemukan bahwa di masa lalu, dengan kandungan CO
2 yang tinggi, di Inggris kuno, Jerman dan Selandia Baru, kehidupan dapat ditoleransi suhu tahunan rata-rata 23-29 ºC, yang lebih hangat 10-15 ºC daripada hari ini.
“Lahan basah ini tampak persis seperti rawa tropis saat ini - seperti
Everglades di Amazon,” kata Naafs. - Jadi Eropa tampak seperti Everglades, dan gelombang panas tiba-tiba yang kita alami sekarang [pertengahan musim panas 2018] akan sepenuhnya normal. Artinya, iklim seperti itu akan terjadi setiap hari. ”
Cuaca panas saat ini, didirikan di Eropa, memaksa Skandinavia berjemur, dan pergi ke pantai rusa, pada suhu mencapai 32 ºC dalam Lingkaran Arktik. Ini memicu kebakaran hutan yang menghancurkan di Yunani dan menyebabkan akhir pekan yang tak tertahankan di Spanyol dan Portugal. Tetapi lebih dari 50 juta tahun yang lalu, cuaca seperti itu akan menjadi dasar untuk garis lintang dari 45º hingga 60º. Dan dalam cuaca panas seperti itu, ketika panas yang belum pernah terjadi sebelumnya menjadi normal, gelombang panas yang tak terduga akan tampak tidak manusiawi.
“Mungkin gelombang cuaca panas di Eropa akan mengatur cuaca sekitar 40 ºC selama tiga minggu. Kami tidak tahu. " Begitulah kehidupan di ujung Paleosen dan awal Eosen di garis lintang tengah. Tetapi lebih dekat ke garis khatulistiwa dalam pemandian global ini, panasnya seharusnya lebih parah, mengatasi keterbatasan kehidupan yang kompleks. Untuk mengetahui seberapa kejamnya, tim Naafs menganalisis sampel lignit purba dari India, yang harus ada di daerah tropis sepanjang waktu - anak benua ini masih bergerak di sepanjang Samudra Hindia untuk memenuhi pertemuannya dengan Asia, gunung-gunung yang mengangkat. Namun, sayangnya, ternyata suhu sampel tersebut melebihi maksimum. Mereka terlalu tinggi untuk diukur dengan metode yang baru dikembangkan. Oleh karena itu, pertanyaan tentang bagaimana neraka tropis di masa awal keberadaan nenek moyang kita tetap terbuka - namun, para ilmuwan memuat beberapa komputer dengan tugas merekonstruksi situasi ini, seolah-olah itu keluar dari fiksi ilmiah.
"Beberapa model iklim menunjukkan bahwa daerah tropis adalah zona mati dengan suhu melebihi 50 ºC, misalnya, di Afrika dan Amerika Selatan," kata Naafs. "Tapi kami tidak punya data, jadi kami tidak tahu itu."
Karya Naafs cocok dengan gagasan umum yang lebih besar tentang Bumi sebagai planet rumah kaca yang hampir tidak dikenal di masa lalu. Paleontolog Jaelyn Eberle dari University of Colorado baru-baru ini kembali ke kantornya di Boulder dari
Pulau Ellesmere , yang berlokasi di Kanada di luar Lingkaran Arktik, tempat ia melakukan penelitian sejak 1990-an. Ellesmere adalah sejauh di utara yang Anda bisa memanjat agar tidak jatuh dari Amerika Utara dan bertemu Santa Claus. Di sana dataran tinggi tak bernyawa naik di atas fjord yang dipenuhi es, dan hanya rusa kutub yang kesepian yang bisa berganti dengan lembu betina di bawah langit
Nunavut yang luas. Ada juga beruang kutub di sana, tetapi Eberly beruntung belum bertemu dengan mereka - meskipun di sana, di puncak dunia, prospek bisa bercanda dengan Anda, dan kelinci putih-salju berdiri di atas kaki belakangnya, pada jarak tertentu, mungkin tampak mengancam.
"Kau mengambil senjatamu, mulai khawatir, dan kemudian melihat melalui teropong - dan itu hanya kelinci," kata Eberly.
Tapi itu naik ke utara bukan hanya untuk kadang-kadang bertemu dengan perwakilan fauna kutub. Tujuannya adalah fauna di waktu yang lebih hangat. Meskipun di sana, di puncak dunia, pohon tidak tumbuh, ada tunggul. Dan mereka berusia sekitar 50 juta tahun.
"Hutan fosil di Ellesmere adalah pemandangan yang spektakuler," Eberly bercerita tentang ekosistem yang terkubur di tanah Arktik. "Begitu kamu mulai mempelajarinya secara mendetail, ada kejutan - wow, ini rimba."
Eberly adalah ahli paleontologi yang berspesialisasi dalam vertebrata, dan meskipun seekor kesturi dapat berjalan melewati kampnya, ada cukup banyak binatang di tanah di bawahnya untuk dipelajari.
“Ada buaya, kura-kura raksasa, primata, semua itu. Hewan besar yang mirip dengan kuda nil adalah
coryphodons . Tapir - yaitu, kita memiliki tapir di sini, yang tinggal cukup dekat dengan Kutub Utara pada awal Eosen, meskipun fakta bahwa tapir jelas tidak hidup di kutub hari ini, "dia tertawa.
Kehadiran hewan-hewan ini menunjukkan iklim yang sangat hangat. Namun ada perbedaan yang cukup besar antara perkiraan tradisional tentang pemanasan di masa depan - misalnya, yang disediakan oleh Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC), yang berbicara tentang pemanasan sekitar 4 ºC pada akhir abad ini, asalkan emisi saat ini tetap dan permukaan laut naik beberapa sentimeter - dan Bumi yang hampir tidak dikenali terkubur dalam batu, yang muncul pada tingkat CO
2 yang sama , yang digali Eberly.
Salah satu cara yang jelas untuk menghilangkan perbedaan ini adalah dengan mencatat bahwa perubahan Bumi purba membutuhkan waktu ratusan ribu dan jutaan tahun, dan planet ini tidak akan berhenti berubah pada akhir abad ke-21. Perubahan, awal yang sudah kita amati, juga akan terungkap sepenuhnya hanya dalam ribuan tahun - kecuali kita mengambil tindakan cepat untuk mengimbanginya. Terakhir kali konten CO
2 sama dengan saat ini yaitu 400 ppm (0,04%) 3 juta tahun yang lalu di Pliocene, ketika permukaan laut sekitar 25 m lebih tinggi dari hari ini. Jelas, iklim belum mencapai keseimbangan dengan dunia dengan konten CO
2 ini .
Dan kamu harus menunggu lama. Bagaimanapun, kami pasti tidak akan berhenti pada 400 ppm. Jika kita membawa konten CO
2 menjadi sekitar 1000 ppm pada akhir abad ini, pemanasan tidak akan terjadi di mana pun, dan Bumi akan terus berubah begitu lama sehingga bagi manusia periode ini akan terasa seperti selamanya. Dan ketika, akhirnya, sistem Bumi mencapai keseimbangan, kemungkinan besar itu adalah keadaan yang tidak dapat ditemukan dalam sejarah evolusi singkat Homo sapiens. Apa yang paling tidak menyenangkan, model iklim, di mana kita, sebagai spesies, bergantung dalam memprediksi masa depan kita, sebagian besar telah gagal untuk memprediksi masa lalu kita yang gerah. Meskipun kesenjangannya menyempit, model mendekati kebenaran, bahkan mereka yang dekat dengan reproduksi rumah kaca Eosen Awal membutuhkan peningkatan 16 kali lipat CO
2 di atmosfer dibandingkan dengan yang modern - ini jauh lebih dari sekadar menggandakan atau melipatgandakan CO
2 , o yang ditunjukkan oleh catatan fosil.
Kami jelas kehilangan sesuatu, dan Naafs percaya bahwa salah satu bahan yang hilang dalam model adalah metana - gas dengan efek rumah kaca yang kuat yang dapat membantu menutup celah antara dunia model dan dunia fosil.
"Kami tidak tahu apa-apa tentang siklus metana di periode rumah kaca ini," katanya. "Kita tahu bahwa semakin hangat, semakin banyak metana yang dihasilkan oleh rawa, tetapi kita tidak tahu apa-apa tentang siklus metana di luar jangkauan inti es, dan mereka baru berusia 800.000 tahun." Kita tahu bahwa rawa tropis memompa lebih banyak metana ke atmosfer daripada rawa yang lebih dingin. Dan kita tahu bahwa metana dapat meningkatkan pemanasan di garis lintang tinggi, dan ini mungkin merupakan umpan balik yang hilang. ”
Dalam banyak aspek, dunia kuno ini tidak dapat dibandingkan dengan kita. Harus diperhatikan untuk membandingkan dua dunia yang berbeda. Era awal mamalia tidak seperti planet saat ini. Benua-benua itu terletak secara berbeda, karena samudra itu bersirkulasi secara berbeda, dan kondisi batas 50 juta tahun yang lalu benar-benar berbeda dari kita - selama masa yang hebat ini, sejumlah besar perubahan telah terjadi dalam tektonik, oseanografi, dan biologi. Tetapi jika secara artifisial memompa gas rumah kaca ke atmosfer, maka, menurut Naafs, Anda dapat menciptakan kembali banyak aspek paling liar dari era mamalia awal.
"Jika kita membakar semua bahan bakar fosil dan menunggu beberapa abad, kita dapat kembali ke kondisi itu," katanya. - Faktanya, dalam semua jenis studi paleoklimatik telah ditunjukkan bahwa kandungan CO
2 yang tinggi berarti iklim yang sangat hangat. Dan ketika menjadi sangat hangat, itu bisa menjadi sangat, sangat hangat. "