A globális átlaghőmérséklet változását a légkörben lévő üvegházhatású gázok mennyisége és a jégtakarók kiterjedése alakította az elmúlt 24 ezer évben, derül ki az utolsó jégkorszak végétől máig tartó időszak éghajlatát eddig talán legjobban rekonstruáló új kutatásból.

A ma délután a Nature folyóiratban közölt eredmények arra is rávilágítanak, hogy az emberi tevékenység által okozott felmelegedés gyorsasága szinte példátlan az elmúlt 24 ezer évben, beleértve azt a 17 ezer évvel ezelőtti időszakot is, amikor a globális jégtakarók hirtelen visszahúzódása megkezdődött. A november 12-éig tartó COP26 klímacsúcson eldőlhet, hogy sikerül-e ezt a folyamatot megfékezni és a felmelegedés mértékét jóval 2 fok alatt tartani, vagy sem.

Matthew Osman, az Arizonai Egyetem éghajlatkutatója és kollégái a világ minden tájáról származó, az egykori hőmérsékleti viszonyokat feltáró geokémiai mérések, valamint egy klímamodell segítségével rekonstruálták az elmúlt 24 ezer év globális átlaghőmérsékletének változását. Egy 2021 elején szintén a Nature-ben megjelent vizsgálattal összhangban a kutatók megállapították, hogy az utolsó eljegesedési maximum óta nő bolygónk globális átlaghőmérséklete, az ipari forradalomig összesen 7 fokkal.

Osman és munkatársai arra is fényt derítettek, hogy a Föld északi féltekének éghajlatát jelentősen befolyásolta az Észak-Atlanti-óceán áramlási rendszere, az AMOC állapota. Ez nem kifejezetten jó hír, mert a jelenlegi globális felmelegedés szintén felveti az AMOC jelentős lelassulásának kockázatát, legalábbis akkor, ha a felmelegedés mértékét nem sikerül évszázados skálán 1,5 fok környékén stabilizálni. Egyetlen ilyen éghajlati fordulópont átlépése dominószerű folyamatokat indíthat be: a Déli-óceánban hő felhalmozódásához és ezáltal az antarktiszi jégtakaró szélének olvadásához, végül további jelentős tengerszint-emelkedéséhez vezethet.

Ehhez kapcsolódó okokból a bolygótudománnyal foglalkozó Nature Geoscience nemrég szerkesztőségi vezércikkben nevezte lényegesnek az utolsó eljegesedési maximum és a jelenlegi interglaciális időszak kezdete közötti néhány ezer év vizsgálatát, amivel a Nature-ben ma közölt tanulmány is foglalkozik. A szerkesztők szerint a periódus nagy mértékű és hirtelen éghajlatváltozása pontosabb képet festhet arról, miként reagál majd a Föld éghajlati rendszere a most az emberi tevékenység által okozott felmelegedésre.

A Föld ipari forradalom előtti éghajlata több jelentős klímaváltozás következtében alakult ki, kezdve egy 34 millió évvel ezelőtti lehűléssel, ami lehetővé tette a kelet-antarktiszi jégtakaró létrejöttét. Egy 16 millió éve kezdődő fokozatos lehűlési folyamat azután elvezetett a jelenlegi negyedidőszaki jégkorszak 2,6 millió évvel ezelőtti kezdetéig, amelyben eljegesedési (glaciális) és eljegesedések közti (interglaciális) időszakok váltakoznak, és jelentős jégtakarók találhatók a bolygó északi és déli pólusainál.

Az utolsó eljegesedési időszak 115 ezer éve kezdődött, maximumát, az átlaghőmérsékletet és a jégtakarók kiterjedését tekintve 19-22 ezer éve érte el, és több ezer évnyi felmelegedés és olvadás után 11 700 éve ért véget – ez a jelenlegi holocén interglaciális időszak kezdete.

A mérések földrajzilag torzíthatnak, ezért érdemes klímamodellből származó adatokkal kombinálni őket

Az elmúlt 20 ezer év globális átlaghőmérsékletének változását korábban Shaun Marcott és Jeremy Shakun amerikai éghajlatkutatók és kollégáik tárták fel nagy pontossággal egy 2012-ben a Nature-ben és 2013-ban a Science-ben közölt tanulmányukban. A kutatásokat vezető szakemberekről Shakun–Marcott-görbének elnevezett adatsor közel 80 különböző, tengeri és szárazföldi „proxin” alapult, amelyek lényegében az egykori hőmérsékleti viszonyokat rekonstruáló geokémiai mérési módszerek.

A Shakun–Marcott-görbe az ipari forradalmat megelőző 11 700 évben az átlaghőmérséklet csökkenését mutatta; a későbbi klímamodellek viszont, mint azt új tanulmányukban Osman és kollégái rögzítik, arra utaltak, hogy a holocénben enyhe felmelegedésnek kellett volna végbemennie. Egy idén januárban a Nature-ben közölt vizsgálat, amelyről akkor beszámoltunk, évszakos torzításokkal magyarázta a hőmérsékleti rekonstrukció és klímamodellek közti különbséget, és lassú holocén melegedés mellett érvelt.

Osman és kutatótársai most új módszert dolgoztak ki a holocén hőmérsékletváltozás rejtélyének feloldására. Ennek lényege, hogy a tengerek felszínének egykori hőmérsékletét (SST, sea surface temperature) megadó, a világ minden tájáról vett 539 geokémiai mérést egy klímamodellből származó adatokkal kombinálják.

Állításuk szerint az iCESM klímamodell segítségével nagyrészt ki tudták küszöbölni a mérések változó földrajzi eloszlása által okozott hibákat, ami szerintük lényegesebb az évszakos hatások révén létrejött torzításánál. Ha ezen következtetésüket elfogadná a klímakutató közösség, az arra utalna, hogy a kizárólag geokémiai mérések alapján rekonstruált holocén éghajlat nem teljesen a valódi egykori globális átlaghőmérsékletet adta vissza.

7 fokos felmelegedés a jégkorszaktól az ipari forradalomig

A kutatók által utolsó glaciális maximum-reanalízisnek (LGMR) nevezett kombinált adatsor 200 éves felbontásban mutatja meg az elmúlt több mint húszezer év éghajlati változásait: 24 ezer évvel ezelőttől 17 ezer évvel ezelőttig egyértelműen hideg, jeges bolygó képét mutatja, amikor az észak-amerikai és az eurázsiai jégtakarók legnagyobb kiterjedésük közelében voltak, és a 45. északi és déli szélességek felett az átlaghőmérséklet akár 20 fokkal is alacsonyabb lehetett az ipari forradalom előttinél.

16 900 éve, viszonylag hirtelen, egyenletes globális olvadás és felmelegedés kezdődött, amit két 1-2 ezer évig tartó esemény, a melegebb Bolling Allerod időszak (14,8-12,8 ezer éve) és a hidegebb Younger Dryas (12,8-11,7 ezer éve) követett. A Younger Dryassal véget ért a glaciális időszak, és megkezdődött a jelenlegi holocén interglaciális terminus. Kissé később, 9,5 ezer évvel ezelőtt az átlaghőmérséklet stabilizálódott, majd lassú felmelegedés kezdődött. Az éghajlatkutatók szerint a jégtakarók visszahúzódásától az ipari forradalomig a korábbi elgondolásnál többet, 7 fokot (+-1 fok) emelkedett a globális átlaghőmérséklet, ebből az elmúlt 9 ezer évben 0,5 fokot.

Az adatsorok kiértékelése során a kutatók kiderítették, hogy a hőmérséklet-változás 92 százalékáért az üvegházhatású gázok szintjének növekedése felelt, ami a jégtakarók napsugárzás-visszaverő hatásával együtt a felmelegedés 98 százalékát magyarázza. Néhány százalékos szerep jut más tényezőknek: ilyen a déli féltekén a napsugárzás beesési szögének hosszú távú alakulása, vagy az északi féltekén az Észak-Atlanti-óceán áramlási rendszerének évezredes skálájú megváltozása, ami többek közt az észak-atlanti és észak-csendes-óceáni térséget értintő Younger Dryas lehűlésért lehetett felelős.

Kiderült még, hogy az elmúlt 24 ezer évből nem nagyon mérhető semmi a jelenlegi klímaváltozás drámai sebességéhez, ami majdnem eléri az évszázadonkénti 1 fokot. Az adatok alapján a kutatók szerint az is egyértelmű, hogy a holocén átlaghőmérsékletét az elmúlt évtizedben már majdnem 1,5 fokkal meghaladtunk, nagyrészt az emberi tevékenység által okozott globális felmelegedés következtében.

Az energetikával és a klímakutatással kapcsolatos tudományos eredmények bemutatását az ALTEO Csoport támogatta.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: