大約1億年前,恐龍漫步在覆蓋森林的南極洲。根據替代記錄,當時的溫度約為華氏50度。大氣中的二氧化碳含量高於現在。
這一時期,被稱為“ Cenomanian”,給當今計算機驅動的全球氣候模型帶來了難題。這些模型是科學家使用的氣候的演算法表示,它們是理解和規劃如何應對更溫暖的世界的關鍵。
氣候模型也可以“倒退”執行,以重現過去的氣候變化。當密歇根大學的古氣候學家克里斯托弗·波爾森嘗試執行氣候模型以重現 Cenomanian 氣候時,他遇到了一個困擾科學家三十年的問題。
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氣候模型顯示,Cenomanian 時期的南極洲氣溫低於零度——對恐龍來說太冷了。但使用岩心和其他替代物分析的溫度記錄表明,南極洲的溫度要高得多。
因此,這些模型弄錯了 Cenomanian 時期的氣候。在 1 億年前的氣候中,某種氣候模型中未表示的因素髮揮了重要作用並使南極洲變暖。這個難題令人不安的潛在含義是:該因素是否也會影響未來的氣候變化?
過去掌握著這個問題的答案。
波爾森說:“過去的氣候是我們用來了解過去和未來氣候的案例研究。”
為什麼恐龍沒有被凍住?
波爾森和他的同事發現,確實有一個因素使 Cenomanian 氣候變暖:氧氣。
他們昨天發表在《科學》雜誌上的發現令人驚訝。二氧化碳是眾所周知的溫室氣體,甲烷、水蒸氣、一氧化二氮等也是如此。但直到現在,氧氣才被認為會導致地球變暖。
研究發現,當大氣中的氧氣含量下降時,全球氣溫會升高,反之亦然。
我們大氣中氧氣含量的變化發生在數百萬年的時間裡,這意味著它與人類的時間尺度無關。因此,儘管目前的氧氣水平正在下降,但影響將在數千年後才會感受到。
氧氣減少使其變暖
氧氣使地球降溫,因為它將太陽的入射光散射回太空。
今天的大氣層含有 21% 的氧氣,它將 23% 的入射太陽輻射散射回太空。
如果氧氣含量降至 10%,則只有 18% 的入射太陽輻射會被反射回太空。
據認為,Cenomanian 的氧氣含量僅為 10%,而二氧化碳水平則高達百萬分之 1,120(目前二氧化碳水平為 403 ppm)。波爾森和他的同事使用全球氣候模型對這種情況進行了建模。
加入氧氣使模型與使用替代記錄重建的溫度更加一致。在兩極,溫度額外升高了 3 到 5 攝氏度,這使得森林——和恐龍——在那裡得以生存。
然而,氧氣並沒有解釋所有的差異。波爾森說,可能還有其他因素在起作用。
地球歷史上的其他時期也存在模型和替代物之間的類似差異。貝勒大學的古生物學家丹尼爾·佩佩和衛斯理大學的古生物學家達納·羅耶在《科學》雜誌的評論中寫道,應將氧氣新增到氣候模型中以糾正這一點。
佩佩和羅耶寫道,這可能具有挑戰性,因為地球歷史上可用的氧氣含量記錄並不完整。科學家應該解決這個問題。
他們寫道,這項研究“為開發穩健的大氣氧氣歷史的重要性提供了令人信服的論據”。
經環境與能源出版公司有限責任公司許可,轉載自氣候電訊。www.eenews.net,202-628-6500