Maan ilmasto ei ole muuttumaton. Yli 2,5 miljoonan vuoden ajan maapallon ilmasto on heilahdellut oudosti pitkittyneiden jääkausien ja lyhyiden välikausien välillä. Nyt ollaan muuten jääkausien välisessä jaksossa. Ilmasto on vaihdellut rajusti jopa nykyihmisen pienen olemassaolon aikana. Viimeisin ilmastopyrähdys oli niin sanottu pieni jääkausi keskiajalla, ja ihmiset kuolivat joukoittain kylmyyteen ja nälkään. Mutta se ei ollut jääkausi; se oli ilmastohäiriö, jonka mahdollisesti aiheutti vulkanismi.
Todellisen jääkauden huipulla – jota kutsutaan viimeiseksi jääkauden maksimiksi, noin 20 000 vuotta sitten – jääpeitteet peittivät suuren osan pohjoisesta pallonpuoliskosta. Tiedämme myös, että jäätiköiden vetäytymisen alku vaihteli paikoittain; näyttää siltä, että Siperian jäät alkoivat vetäytyä noin 17 500 vuotta sitten, mutta Länsi-Euroopassa äärimmäinen kylmyys jatkui tuhansia vuosia pidempään.
Mutta jos otetaan viimeinen jääkauden maksimi kiintopisteeksi, kuinka kylmää se oli? Nyt Arizonan yliopiston johtama ryhmä on saanut vastauksen, joka on hämmentänyt tiedettä koko ajan. Noin 20 000 vuotta sitten, kun viimeinen jääkauden maksimi oli huipussaan ja paksuturkkiset megaeläimet vaelsivat lumisilla mailla, maapallon keskilämpötila oli 6 celsiusastetta nykyistä viileämpi, arvioi Arizonan yliopiston Tucsonissa sijaitsevan apulaisprofessori Jessica E. Tierneyn johtama ryhmä keskiviikkona Nature-lehdessä ilmestyneessä raportissaan.
Huomautettakoon, että kyseessä on maailmanlaajuinen keskilämpötila – joissakin paikoissa oli viimeisen jääkauden maksimin aikana paljon viileämpää, ja joissakin paikoissa oli miellyttävää ja lauhaa. Toisin kuin arvoitukselliset sarjalumipallomaat (tai Slushball Earths, kuten jotkut väittävät) satoja miljoonia vuosia sitten, kyse ei ole siitä, että koko planeetta olisi ollut jäässä viimeisimpien jääkausien aikana. Jos näin olisi ollut, olisimme kuolleet sukupuuttoon. Viimeisimmän jääkauden aikana noin puolet Pohjois-Amerikasta, Euroopasta ja Etelä-Amerikasta sekä osa Aasiasta oli jään peitossa.
”Pohjois-Amerikassa ja Euroopassa pohjoisimmat osat olivat jään peitossa ja erittäin kylmiä”, Tierney sanoi – mutta arktisella alueella jäähtyminen oli paljon voimakkaampaa: noin 14 celsiusastetta (25 celsiusastetta) kylmempää kuin nyt. Apropos ”nyt”, arktisen alueen lämpenemisvauhti on vähintään kaksinkertainen muuhun maailmaan verrattuna. Pohjois-Siperian lämpötilat ovat tänä kesänä joina päivinä ylittäneet Tel Avivin lämpötilat.
Lopputulos: maapallon keskilämpötila 20 000 vuotta sitten oli karkeasti arvioiden 8 celsiusastetta (46 celsiusastetta), kun se nykyään on 14 celsiusastetta, arvioi työryhmä.
Jos kohautat olkapäitäsi kuuden asteen erolle, ota huomioon, että maapallon lämpeneminen teollisen kauden alusta on keskimäärin noin 1 celsiusaste. Ja katsokaa, mitä on tapahtunut: sää kaikkialla maailmassa on mennyt sekaisin, myrskyt ovat entistä rajumpia ja arvaamattomampia, ja useilla alueilla – myös osissa Lähi-itää – lämpöindeksi (yhteenlaskettu lämpö ja kosteus) on jo muuttumassa kestämättömäksi. Kyllä, se on pienillä alueilla eikä pitkään, mutta alue laajenee ja kestot pitenevät – ja ilmastointilaitteet eivät kuulu ihmisen olotilaan.
- Greenlandin jää on ylittänyt käännekohdan
- Asteroidimyrsky 800 miljoonaa vuotta sitten saattoi aiheuttaa Lumipalloisen maapallon
- Ilmastomuutoksen tiedotteet: Alaskan ikirouta sulaa
Pölykaukalo Maa
Takaisin jääkaudella planeetta ei ollut vain huomattavasti kylmempi. Ilmakehä oli 20-25 kertaa pölyisempi kuin nykyään. Ilmassa oleva pöly muuten vaikutti myös maapallon lämpötiloihin ja se piti ottaa huomioon laskelmissa – viime kädessä arvioitaessa kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin ja metaanin, osuutta ilmastomuutoksiin.
Geoscience-lehdessä vuonna 2016 julkaistussa vallankumouksellisessa artikkelissa käsiteltiin jääkausien ja interglasiaalien modulaatiota ja rytmiä pleistoseenin loppupuolella, koska tavanomaiset teoriat maapallon pitkäaikaisista sykleistä, kuten Milankovitš-prekessioteoria (jaksoittaiset muutokset maapallon kulmassa Auringon suhteen), eivät pysty selittämään, miksi jääkaudet kestivät niin kauan.
Jääkaudet pitkittyivät hiilidioksidia, pölyä ja albedoa – Auringon säteilyn heijastumista planeetan pinnalta – sisältävän takaisinkytkentäsysteemin vuoksi. Jääkausien aikana pohjoisen jääpeitteet heijastivat voimakkaasti auringon säteilyä, mikä laski maapallon lämpötiloja ja myös ilmakehän hiilidioksidipitoisuuksia.
Viimeisen jääkauden maksimin aikana ilmakehän hiilidioksidipitoisuus oli noin 180 miljoonasosaa (ppm). Vuosituhansien kuluessa sen pitoisuus ilmassa ja valtamerissä nousi uudelleen ja saavutti lopulta kriittisen raja-arvon, joka oli noin 200 ppm, mikä vangitsi auringon säteilyä.
Merenpinta oli tällä välin matala, koska jää lukitsi vettä; tämä ja kasvien lannistuminen johtivat eroosioon maalla.
Siten taivas täyttyi pölystä, joka teoriassa saattoi estää auringonvalon, kuten tulivuoren tuhka tekee – mutta se laskeutui kuitenkin myös valtaville jäälevyille. Likainen jäätikkö imee enemmän säteilyä ja heijastaa vähemmän. Lopulta nämä ilmiöt yhdistettynä maapallon sykleihin johtaisivat massiiviseen jään sulamiseen, ja siinä sitä oltaisiinkin, uudessa interglasiaalissa.
Kun hiilidioksidi kaksinkertaistuu
Viimeisimmän jääkauden aikana ilmakehän hiilidioksidipitoisuus oli noin 180 ppm, mikä on hyvin alhainen. Ennen teollista vallankumousta CO2 oli 280 ppm.
Missä olemme nyt? Hiilidioksidimme on kartoittamattomalla alueella, yli 415 ppm, ja ilmamme on likainen. Suuren jääkauden viimeiset jäänteet sulavat nopeasti – Grönlannin jääpeite on julistettu menetetyksi ikuisiksi ajoiksi – ja absorboimme auringon säteilyä enemmän kuin koskaan ennen.
Tierney ja työryhmä huomauttavat, että jääkaudella ei ollut lämpömittareita, joten he kehittivät malleja, joiden avulla he pystyivät kääntämään valtamerten planktonfossiileista kerätyt tiedot merenpinnan lämpötiloiksi. Sitten he yhdistivät fossiilitiedot viimeisen jääkauden maksimin ilmastomallisimulaatioihin käyttämällä data-assimilaatiota, kuten sääennusteissa tehdään. Me kaikki tiedämme, että sääennusteiden laatiminen on arveluttavaa, mutta se tapahtuu tuntien ja päivien kuluessa. Tämä on paljon laajemmassa mittakaavassa.
Niin: Tierney ja työryhmä ennustavat, että jokaisella ilmakehän hiilipitoisuuden kaksinkertaistumisella maapallon keskilämpötila nousee 3,4 celsiusastetta (6,1 celsiusastetta) – suunnilleen viimeisimmän sukupolven ilmastomallien ennustaman vaihteluvälin (1,8-5,6 celsiusastetta) puolivälissä. Mihin tämä vaikuttaa eniten? Arktisella alueella.
”Ilmastomallit ennustavat, että korkeat leveysasteet lämpenevät nopeammin kuin matalat leveysasteet”, Tierney sanoo: Tulevaisuuden ilmastoennusteet näyttävät hyvin lämpimää arktista aluetta, päinvastoin kuin mitä siellä tapahtuu jääkausina.
Miten todennäköistä on, että pystymme pysäyttämään tämän ilmaston lämpenemisen ennen kuin yhä useammasta osasta maailmaa tulee sietämättömän kuumaa, edes lyhyiksi ajanjaksoiksi? ”Pariisin ilmastosopimuksessa haluttiin pitää ilmaston lämpeneminen korkeintaan 1,5 celsiusasteessa esiteolliseen aikaan verrattuna, mutta hiilidioksidipitoisuuksien kasvaessa nykyiseen tapaan olisi äärimmäisen vaikeaa välttää yli kahden celsiusasteen lämpenemistä”, Tierney varoittaa. Tiedämme, että planeetta reagoi rajusti hiilidioksidin lisääntymiseen, mutta lisäämme silti hiilidioksidia joka minuutti joka päivä. Koronaviruslukitukset olivat poikkeama, eivät trendimuutos.
Hänen ryhmänsä seuraava tavoite? Arvioida, kuinka kuumaksi maapallo kävi jääkausien välisenä aikana ja miten se reagoi äärimmäiseen hiilidioksidiin. Sitä emme oikeastaan vielä tiedä.