Jak dalece stabilny jest klimat?
Jesteśmy przyzwyczajeni do zmian pogody z dnia na dzień, lecz oczekujemy stosunkowo stabilnego klimatu. Uważamy, że w Minneapolis zimy powinny być chłodniejsze niż w Miami, niezależnie od tego, jak zmieniają się lokalne układy pogody. Jeśli klimat ziemski się zmienia, dzieje się tak, jak sądzimy, przez wiele tysięcy lat, tak że istoty żywe mogą się do tych zmian przystosować. Zgodnie z powszechnym mniemaniem, jednym z największych niebezpieczeństw ocieplenia klimatu w związku z efektem cieplarnianym (jeśli on wystąpi) jest to, że średnia temperatura globalna zmieni się nagle i ekosystem nie będzie się mógł przystosować, zanim zaczną wymierać gatunki.
Podczas gdy stopień spodziewanego ocieplenia nie jest w historii Ziemi czymś niezwykłym, to jego tempo jest zaskakujące. Gdy Ziemia wychodziła z ostatniej epoki lodowcowej, średnia globalna temperatura podniosła się o mniej więcej 5 stopni Celsjusza. Zawsze jednak przypuszczano, że ocieplenie to trwało kilka tysięcy lat, pozostawiając dostatecznie dużo czasu na przystosowanie się ziemskiej fauny i flory.
Te wygodne założenia mogą jednak nie być uzasadnione. Większość faktów kwestionujących powszechne mniemanie na ten temat pochodzi z badań rdzeni pobieranych z pokrywy lodowej Grenlandii. Przez wszystkie lata nachodzenia i cofania się lodowców na Grenlandii padał śnieg. Przez lata śnieg ten się ubijał, zatrzymując w sobie wszystko, co znajdowało się wtedy w powietrzu. Dzisiaj naukowcy drążą lód, aby uzyskać próbki utworzone około 200000 lat temu (jedynie ostatnie niespełna 180000 lat wykazuje wyraźne warstwy przyrostu rocznego – wyobraźmy je sobie jako analogiczne do słojów drzewa). Z tych warstw mogą być uzyskane informacje o temperaturze (przez pomiar obfitości określonych pierwiastków chemicznych) i opadach śniegu – w istocie są one kopalnią wiadomości o dawnym klimacie. Jeśli ktoś zapyta: „Gdzież są te niegdysiejsze śniegi?”, należy odpowiedzieć: „W rdzeniach grenlandzkiego lodu”.
Najbardziej frapująca cecha tych danych dotyczy zdarzenia, jakie zaszło około 15 000 lat temu. Po tym, jak lód z ostatnich lodowców zaczął się topić, nastąpiła ogólna tendencja ocieplająca. Następnie, trochę mniej niż 12000 lat temu, klimat nagle ponownie się oziębił. W takim stanie pozostawał około 1000 lat, po czym raptownie się ocieplił. I gdy mówię raptownie, mam dokładnie to na myśli – dane dotyczące izotopów tlenu w rdzeniach lodowych i pobranych z dna morza wskazują, że temperatura Grenlandii zmieniła się o jakieś 7 stopni w ciągu co najwyżej 20 lat! Byłoby to równoważne zmianie klimatu Bostonu na panujący w Miami w ciągu dwóch dziesięcioleci – zmiana o wiele bardziej gwałtowna niż konsekwencje każdego z przewidywań efektu cieplarnianego. Wiele danych potwierdza to odkrycie, wliczając w to badania skamieniałości planktonu z rdzeni zbieranych w głębinach oceanicznych na całym Atlantyku, a także rdzeni pobranych z lodowców górskich w Ameryce Południowej.
Podstawowe wyjaśnienie tego zjawiska dotyczy czegoś, co nazywa się „wielkim pasem transmisyjnym”, składającym się z prądów oceanicznych (takich jak Prąd Zatokowy), który unosi ze sobą ciepłą wodę na północ, gdzie ochładza się i tonie. Kierujące się na południe prądy zimne uzupełniają obieg pod powierzchnią oceanu. Ciepło dostarczane Arktyce przez ów „pas” sięga 30 procent ciepła dostarczanego przez Słońce. Zgodnie z teorią słodka woda z topniejących lodowców dostała się do północnego Atlantyku, zmniejszając tam jego zasolenie. Słodka woda nie tonie w wodzie słonej, więc jej obecność spowodowała zanik „pasa”. Rezultat: nagła zmiana temperatury na biegunach. Gdy słodka woda rozeszła się, zwiększyło się zasolenie i „pas” znów ruszył.
W czasie jednego z takich przypadkowych odkryć, jakich przykłady mamy teraz i w całej historii nauki, teoretycy skojarzyli informacje o nagłych zmianach klimatycznych z niektórymi wcześniejszymi (i raczej zagadkowymi) danymi otrzymanymi z wierceń na dnie północnego Atlantyku. Z danych tych zdawało się wynikać, że co 7000-12000 lat warstwa kontynentalnych skał wyrzucana była w sam środek Oceanu Atlantyckiego. Jedynym nasuwającym się wyjaśnieniem tej anomalii było to, że skały te, uwięzione u podstawy gór lodowych i przeniesione wraz z nimi do oceanu, zostały spuszczone na dno, tam gdzie stopiła się góra lodowa. Lecz dlaczego tego rodzaju przemieszczenia miałyby występować tak regularnie?
Jedną z możliwych odpowiedzi na to pytanie można znaleźć w cechach geologicznych Kanady. Większość skał w północno-wschodniej Kanadzie jest twarda i krystaliczna. Jednak wokół Zatoki Hudsona skały są bardziej miękkie. Teoria jest następująca: gdy tworzący się na Zatoce Hudsona lód przekraczał grubość 3 kilometrów, skała pod nim pękała i zmieszana z wodą z roztopionych pokładów lodowych zmieniała się w warstwę o konsystencji pasty do zębów. Kiedy to się stało, lód pokrywający Zatokę Hudsona ześlizgiwał się po tej „paście do zębów” do północnego Atlantyku, tworząc armadę gór lodowych zrzucających skały na dno oceanów i dostarczających dostatecznej ilości słodkiej wody do wyłączenia „wielkiego pasa transmisyjnego”.
Dalsze badania rdzeni lodów grenlandzkich i skamieniałości w Atlantyku powinny wykazać, czy właśnie ta teoria, lub jakaś jej wersja, wyjaśnia obserwowane nagłe zmiany klimatyczne z przeszłości Ziemi. Najistotniejsze jest jednak to, że nasza planeta ma o wiele bardziej burzliwą przeszłość, niż sądziliśmy, i fakt, iż przez ostatnie 8000 lat klimat był mniej więcej stabilny, nie stanowi gwarancji, że pozostanie taki w przyszłości.