เหตุการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอดีตกาลและแบบฉับพลัน

สภาวะอากาศร้อนจัดและเย็นจัดในอดีตทางธรณีวิทยา และการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันที่บันทึกไว้ในน้ำแข็งและตะกอน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสภาพภูมิอากาศสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็วเพียงใด

Definition

สภาพภูมิอากาศในอดีตกาลหมายถึงสภาวะร้อนและเย็นหลักๆ ในอดีตทางธรณีวิทยาอันไกลโพ้นของโลก และเหตุการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแบบฉับพลันคือการจัดระเบียบระบบภูมิอากาศครั้งใหญ่ที่เกิดขึ้นในช่วงหลายปีถึงหลายศตวรรษ ซึ่งเร็วกว่าการโคจรของวงโคจรมาก

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมสภาพภูมิอากาศในอดีตทางธรณีวิทยาที่ยาวนานและเหตุการณ์ฉับพลันที่เกิดขึ้นเป็นช่วงๆ โดยกล่าวถึงการสลับกันระหว่างสภาวะเรือนกระจกที่อบอุ่นและสภาวะยุคน้ำแข็งที่หนาวเย็นตลอดหลายล้านปี เหตุการณ์อุณหภูมิสูงมาก เช่น การเกิดภาวะโลกร้อนสูงสุดในยุคพาลีโอซีน-อีโอซีน และการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในระดับพันปีของยุคน้ำแข็งสุดท้าย รวมถึงเหตุการณ์ Dansgaard-Oeschger และ Younger Dryas พร้อมด้วยกลไกการหมุนเวียนของมหาสมุทรและกลไกป้อนกลับที่เชื่อว่าเป็นตัวขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วดังกล่าว

Core questions

• อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้โลกสลับไปมาระหว่างสภาวะเรือนกระจกและสภาวะยุคน้ำแข็ง?
• เหตุการณ์อุณหภูมิสูงมากในอดีต เช่น PETM เกิดขึ้นเร็วและรุนแรงเพียงใด?
• กลไกใดที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในระดับพันปี?
• เหตุการณ์เหล่านี้บ่งบอกถึงเกณฑ์และจุดเปลี่ยนอย่างไร?

Key theories

การควบคุมสภาพภูมิอากาศในอดีตกาลด้วยวัฏจักรคาร์บอน

ตลอดหลายล้านปี ธรณีแปรสัณฐาน การผุกร่อน และภูเขาไฟระเบิดควบคุมคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ ซึ่งขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ ระหว่างสภาวะเรือนกระจกที่อบอุ่นและสภาวะยุคน้ำแข็งที่หนาวเย็น

เกณฑ์การหมุนเวียนของมหาสมุทรและการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน

การจัดระเบียบการหมุนเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทรแอตแลนติกอย่างรวดเร็ว ซึ่งเกิดจากการไหลเข้าของน้ำจืด สามารถเปลี่ยนสภาพภูมิอากาศในภูมิภาคระหว่างสภาวะต่างๆ ได้ภายในไม่กี่ทศวรรษ ซึ่งอธิบายเหตุการณ์ยุคน้ำแข็งที่ฉับพลัน

Mechanisms

ในระยะเวลาที่ยาวนานที่สุด ความสมดุลระหว่างการปล่อยคาร์บอนจากภูเขาไฟและการกำจัดโดยการผุกร่อนของซิลิเกตเป็นตัวกำหนดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ และดังนั้นจึงกำหนดว่าโลกอยู่ในสภาวะอบอุ่นหรือสภาวะธารน้ำแข็ง เหตุการณ์ฉับพลันที่เกิดขึ้นซ้อนทับกัน: การฉีดคาร์บอนจำนวนมากอย่างรวดเร็วทำให้เกิดภาวะอุณหภูมิสูงมาก ในขณะที่การไหลของน้ำจืดเข้าสู่มหาสมุทรแอตแลนติกเหนือสามารถหยุดหรือเริ่มต้นการหมุนเวียนของกระแสน้ำได้ ซึ่งจะเปลี่ยนสภาพภูมิอากาศในภูมิภาคระหว่างโหมดต่างๆ ภายในไม่กี่ปีถึงหลายทศวรรษตามที่บันทึกไว้ในน้ำแข็งและตะกอน

Clinical relevance

เหตุการณ์อุณหภูมิสูงมากทำหน้าที่เป็นแบบจำลองธรรมชาติสำหรับผลที่ตามมาของการปล่อยคาร์บอนอย่างรวดเร็ว และบันทึกการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันแสดงให้เห็นว่าระบบภูมิอากาศสามารถข้ามเกณฑ์และเปลี่ยนแปลงได้เร็วกว่าการโคจรของวงโคจรที่ค่อยเป็นค่อยไปมาก

History

แกนน้ำแข็งกรีนแลนด์ในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 เปิดเผยว่ายุคน้ำแข็งสุดท้ายถูกขัดจังหวะด้วยภาวะโลกร้อน Dansgaard-Oeschger อย่างฉับพลัน ซึ่งล้มล้างสมมติฐานที่ว่าสภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปเท่านั้น ในขณะเดียวกัน บันทึกใต้ทะเลลึกได้ทำแผนที่แนวโน้มเรือนกระจกสู่ยุคน้ำแข็งที่ยาวนานในช่วงหกสิบห้าล้านปีที่ผ่านมา และเหตุการณ์ต่างๆ เช่น การเกิดภาวะโลกร้อนสูงสุดในยุคพาลีโอซีน-อีโอซีน

Debates

แหล่งที่มาและอัตราการปล่อยคาร์บอนใน PETM

แหล่งกำเนิด ปริมาณรวม และอัตราการปล่อยคาร์บอนที่เป็นตัวขับเคลื่อนการเกิดภาวะโลกร้อนสูงสุดในยุคพาลีโอซีน-อีโอซีนยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน ซึ่งมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเปรียบเทียบกับการปล่อยก๊าซในปัจจุบัน

Key figures

• Richard Alley
• Wallace Broecker
• James Zachos
• Thomas Stocker

Seminal works

• zachos2001
• alley2000

Frequently asked questions

สภาพภูมิอากาศสามารถเปลี่ยนแปลงได้เร็วแค่ไหนตามธรรมชาติ?

แกนน้ำแข็งแสดงให้เห็นว่าสภาพภูมิอากาศในภูมิภาคมีการเปลี่ยนแปลงหลายองศาภายในไม่กี่ทศวรรษในช่วงเหตุการณ์ฉับพลันในอดีต ซึ่งเร็วกว่าจังหวะที่ช้าของยุคน้ำแข็งมาก

การเกิดภาวะโลกร้อนสูงสุดในยุคพาลีโอซีน-อีโอซีนคืออะไร?

เป็นการเกิดภาวะโลกร้อนอย่างรวดเร็วทั่วโลกเมื่อประมาณ 56 ล้านปีก่อน ซึ่งเกิดจากการปล่อยคาร์บอนจำนวนมาก มักถูกศึกษาในฐานะแบบจำลองธรรมชาติสำหรับการปล่อยก๊าซในปัจจุบัน