Frosinn jörð – Hvít jörð |

Frosinn jörð - Hvít jörð

01 Litur lífsins Planet

Með fleiri og fleiri gervihnöttum eða geimstöðvum sem fljúga í geimnum eru sífellt fleiri myndir af jörðinni sendar til baka. Við lýsum okkur oft sem blárri plánetu vegna þess að 70% af flatarmáli jarðar eru hulin höf. Þegar jörðin hitnar hraðar bráðnunarhraði jökla á norður- og suðurpólnum og yfirborð sjávar mun halda áfram að hækka og veðra núverandi land. Í framtíðinni mun hafsvæðið stækka og loftslag jarðar verður sífellt flóknara. Þetta ár er mjög heitt, næsta ár er mjög kalt, árið á undan er mjög þurrt og árið eftir næsta rigningarveður er hörmulegt. Við segjum öll að jörðin sé nánast óhæf til mannvistar, en í raun er þetta bara lítil eðlileg breyting á jörðinni. Andspænis öflugum lögmálum og náttúruöflum eru manneskjur ekkert.

Árið 1992 notaði Joseph Kirschvink, prófessor í jarðfræði við Tækniháskólann í Kaliforníu, hugtakið „Snjóboltajörð“ fyrst, sem síðar var stutt og endurbætt af helstu jarðfræðingum. Snowball Earth er tilgáta sem ekki er hægt að ákvarða að fullu eins og er, notuð til að lýsa stærstu og alvarlegustu ísöld í sögu jarðar. Loftslag jarðar var afar flókið, meðalhiti á jörðinni var -40-50 gráður á Celsíus, að því marki að jörðin var svo köld að yfirborðið hafði aðeins ís.

02 Íshlíf snjóboltajarðar

Snjóbolti Jörðin varð líklega í nýproterozoic (fyrir u.þ.b. 1-6 milljörðum ára), sem tilheyrir forkambríutímabilinu. Saga jarðar er mjög gömul og löng. Áður var sagt að milljón ára mannkynssaga væri bara augnablik fyrir jörðina. Við höldum oft að núverandi jörð sé svo sérstök við umbreytingu manna, en í raun er hún ekkert við sögu jarðar og lífsins. Mesozoic, Archean og Proterozoic tímum (sameiginlega þekkt sem Cryptozoic tímabil, sem taka um það bil 4 milljarða ára af 4,6 milljörðum ára jarðar), og Ediacaran tímabilið á nýproterozoic tímum Friðhelgistímans er sérstakt tímabil lífs á jörðinni.

Á Snowball Earth tímabilinu var jörðin algjörlega þakin snjó og ís, án höf eða land. Í upphafi þessa tímabils var aðeins eitt land á jörðinni sem kallast ofurmeginlandið (Rodinia) nálægt miðbaug og restin af svæðinu var höf. Þegar jörðin er í virku ástandi halda eldfjöll áfram að gjósa, fleiri steinar og eyjar birtast á yfirborði sjávar og landsvæðið heldur áfram að stækka. Koltvísýringurinn sem eldfjöll gefa frá sér umvefur jörðina og myndar gróðurhúsaáhrif. Jöklar, eins og nú, eru samþjappaðir við norður- og suðurpól jarðar og geta ekki hylja land nálægt miðbaug. Þegar virkni jarðar kemst á stöðugleika fer einnig að minnka eldgos og magn koltvísýrings í loftinu fer líka að minnka. Mikilvægur þáttur í upptöku koltvísýrings er bergveðrun. Samkvæmt flokkun steinefnasamsetningar er bergi aðallega skipt í silíkatberg og karbónatberg. Silíkatsteinar gleypa CO2 í andrúmsloftinu við efnaveðrun og geyma síðan CO2 í formi CaCO3, sem myndar jarðfræðilegan tímakvarða kolefnisvaskáhrif (>1 milljón ára). Veðrun úr karbónatbergi getur einnig tekið í sig CO2 úr andrúmsloftinu og myndað kolefnisvask á styttri tíma (<100.000 ár) í formi HCO3-.

Þetta er kraftmikið jafnvægisferli. Þegar magn koltvísýrings, sem frásogast við bergveðrun, fer yfir magn eldfjallaútblásturs, fer styrkur koltvísýrings í andrúmsloftinu að lækka hratt, þar til gróðurhúsalofttegundir eru að fullu eytt og hitastig fer að lækka. Jöklar á tveimur pólum jarðar byrja að dreifast frjálslega. Eftir því sem flatarmál jökla stækkar verða fleiri og fleiri hvít svæði á yfirborði jarðar og sólarljós endurkastast aftur út í geiminn af snævi jörðinni, sem eykur enn frekar hitafallið og flýtir fyrir myndun jökla. Kólnandi jöklum fjölgar – meira sólarljós endurkastast – frekari kólnun – fleiri hvítir jöklar. Í þessari hringrás frjósa jöklarnir á báðum pólum smám saman öll höf, gróa að lokum á meginlöndunum nálægt miðbaug og mynda að lokum risastóra ísbreiða yfir 3000 metra þykkt, sem umlykur jörðina algjörlega í kúlu af ís og snjó. . Á þessum tíma dró verulega úr upplyftingaráhrifum vatnsgufu á jörðinni og loftið var einstaklega þurrt. Sólarljós skein á jörðina án ótta og endurkastaðist síðan aftur. Styrkur útfjólublárrar geislunar og kalt hitastig gerði það að verkum að nokkurt líf gat ekki verið til á yfirborði jarðar. Vísindamenn kalla jörðina í milljarða ára sem „Hvíta jörð“ eða „Snjóboltajörð“

03 Bráðnun snjóboltajarðar

Í síðasta mánuði, þegar ég talaði við vini mína um jörðina á þessu tímabili, spurði einhver mig: 'Samkvæmt þessari hringrás ætti jörðin alltaf að vera frosin. Hvernig bráðnaði það seinna?'? Þetta er hið mikla náttúrulögmál og kraftur sjálfviðgerðar.

Þar sem jörðin er algjörlega hulin ís sem er allt að 3000 metra þykkur eru steinar og loft einangrað og steinn getur ekki tekið upp koltvísýring með veðrun. Hins vegar getur virkni jarðar sjálfrar enn leitt til eldgosa sem losar koltvísýring hægt út í andrúmsloftið. Samkvæmt útreikningum vísindamanna, ef við viljum að ísinn á Snjóboltajörðinni leysist upp, þarf styrkur koltvísýrings að vera um það bil 350 sinnum meiri en núverandi styrkur á jörðinni, sem er rúmlega 13% af öllu lofthjúpnum (nú 0,03%), og þetta hækkunarferli er mjög hægt. Það tók um 30 milljónir ára fyrir lofthjúp jarðar að safna nægilegu magni af koltvísýringi og metani og mynduðu sterk gróðurhúsaáhrif. Jöklar tóku að bráðna og heimsálfurnar nálægt miðbaug fóru að afhjúpa ís. Óvarinn jörð var dekkri á litinn en ísinn, gleypti meiri sólarhita og kom af stað jákvæðri endurgjöf. Hitastig jarðar jókst enn frekar, jöklar lækkuðu enn frekar, endurkasta minna sólarljósi og fletta ofan af fleiri steinum, gleypa meiri hita, mynda smám saman ekki frostlaus ár… og jörðin byrjar að jafna sig!

Flókið náttúrulögmál og vistfræði jarðar er langt umfram skilning okkar og ímyndunarafl. Aukning á styrk CO2 í andrúmsloftinu leiðir til hlýnunar jarðar og hærra hitastig eykur efnaveðrun steina. Magn CO2 sem frásogast úr andrúmsloftinu eykst einnig, þar með bæla hraðan vöxt CO2 í andrúmsloftinu og leiðir til hnattrænnar kælingar, sem myndar neikvæðan endurgjöf. Á hinn bóginn, þegar hitastig jarðar er lágt, er styrkur efnaveðrunar einnig á lægra stigi og flæði þess að taka upp CO2 í andrúmsloftinu er mjög takmarkað. Fyrir vikið getur koltvísýringur sem losaður er frá eldvirkni og umbrot bergsins safnast fyrir, stuðlað að þróun jarðar í átt að hlýnun og komið í veg fyrir að hitastig jarðar verði of lágt.

Þessi breyting, sem oft er mæld í milljörðum ára, er ekki eitthvað sem menn ráða við. Sem venjulegir meðlimir náttúrunnar ættum við að gera meira að aðlagast náttúrunni og aðlagast lögmálum hennar, frekar en að breyta eða eyðileggja náttúruna. Að vernda umhverfið og elska lífið er það sem sérhver manneskja ætti að gera, annars stöndum við bara frammi fyrir útrýmingu.

Birtingartími: 29. ágúst 2023