Tảng băng trôi ở Svalbard, Na Uy. Nhóm hình ảnh Sven-Erik Arndt / Arterra / Universal qua Getty Images

Hàng năm, lượng băng biển bao phủ ở Bắc Băng Dương giảm xuống mức thấp vào giữa tháng 1.44. Năm nay các biện pháp chỉ 3.74 triệu dặm vuông (XNUMX km vuông) - các giá trị thấp thứ hai trong 42 năm kể từ khi vệ tinh bắt đầu thực hiện các phép đo. Băng ngày nay chỉ bao phủ 50% diện tích nó bao phủ 40 năm trước vào cuối mùa hè.

Mức độ băng tối thiểu của năm nay là thấp nhất trong kỷ lục vệ tinh 42 năm tuổi, ngoại trừ năm 2012, củng cố xu hướng giảm trong dài hạn ở lớp phủ băng ở Bắc Cực. Mỗi bốn thập kỷ qua trung bình ít băng biển hơn vào mùa hè. NSIDC

Như Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu đã chỉ ra, mức carbon dioxide trong khí quyển là cao hơn bất kỳ thời điểm nào trong lịch sử loài người. Lần cuối cùng nồng độ CO2 trong khí quyển đạt đến mức ngày nay - khoảng 412 phần triệu - cách đây 3 triệu năm, trong Kỷ Pliocen.

Là những nhà địa chất học nghiên cứu sự phát triển của khí hậu Trái đất và cách nó tạo ra những điều kiện cho cuộc sống, chúng tôi xem các điều kiện đang phát triển ở Bắc Cực là một chỉ báo về cách biến đổi khí hậu có thể biến đổi hành tinh. Nếu lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu tiếp tục tăng, chúng có thể đưa Trái đất trở lại điều kiện Pliocen, với mực nước biển cao hơn, các mô hình thời tiết thay đổi và các điều kiện thay đổi trong cả thế giới tự nhiên và xã hội loài người.

Bắc Cực Pliocen

Chúng tôi là thành viên của nhóm các nhà khoa học đã phân tích lõi trầm tích từ Hồ El'gygytgyn ở phía đông bắc nước Nga vào năm 2013 để hiểu khí hậu Bắc Cực trong điều kiện mức khí quyển carbon dioxide cao hơn. Hóa thạch phấn hoa được bảo quản trong các lõi này cho thấy rằng Bắc Cực trong Pliocen rất khác so với trạng thái hiện tại của nó.

Ngày nay Bắc Cực là một vùng đồng bằng không có cây cối chỉ thưa thớt thảm thực vật lãnh nguyên, chẳng hạn như cỏ, cói và một vài loài thực vật có hoa. Ngược lại, các lõi trầm tích của Nga chứa phấn hoa từ các cây như cây thông, cây vân sam, cây linh sam và cây huyết dụ. Điêu nay cho thây răng rừng phương bắc, Mà ngày nay hàng trăm cuối dặm xa hơn về phía nam và phía tây ở Nga và tại Vòng Bắc cực ở Alaska, một khi đạt tất cả các cách để Bắc Băng Dương ở hầu khắp các Arctic Nga và Bắc Mỹ.

Bởi vì Bắc Cực ấm hơn nhiều trong Pliocen, Lớp băng Greenland không tồn tại. Các sông băng nhỏ dọc theo bờ biển phía đông miền núi của Greenland là một trong số ít những nơi có băng quanh năm ở Bắc Cực. Trái đất Pliocen chỉ có băng ở một đầu - ở Nam Cực - và băng đó là ít mở rộng và dễ bị tan chảy hơn.

Vì các đại dương ấm hơn và không có các tảng băng lớn ở Bắc bán cầu, mực nước biển trên toàn cầu cao hơn hiện nay từ 30 đến 50 feet (9 đến 15 mét). Đường bờ biển nằm xa trong đất liền so với vị trí hiện tại của chúng. Các khu vực hiện là Thung lũng Trung tâm của California, Bán đảo Florida và Bờ Vịnh đều chìm trong nước. Vùng đất có các thành phố lớn ven biển như New York, Miami, Los Angeles, Houston và Seattle cũng vậy.

Mùa đông ấm hơn trên khu vực mà bây giờ là miền tây Hoa Kỳ giảm lượng băng tuyết, những ngày này cung cấp nhiều nước cho khu vực. Vùng Trung Tây và Đồng bằng lớn ngày nay ấm hơn và khô hơn nhiều đến mức không thể trồng ngô hoặc lúa mì ở đó.

Tại sao có nhiều CO2 trong Pliocen?

Làm thế nào mà nồng độ CO2 trong kỷ Pliocen đạt đến mức tương tự như ngày nay? Con người sẽ không xuất hiện trên Trái đất trong ít nhất một triệu năm nữa, và việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch của chúng ta còn gần đây hơn. Câu trả lời là một số quá trình tự nhiên đã xảy ra trên Trái đất trong suốt lịch sử của nó giải phóng CO2 vào khí quyển, trong khi những quá trình khác tiêu thụ nó. Hệ thống chính giữ cho các động lực này cân bằng và kiểm soát khí hậu Trái đất là một bộ điều nhiệt toàn cầu tự nhiên, được điều chỉnh bởi các loại đá phản ứng hóa học với CO2 và kéo nó ra khỏi bầu khí quyển.

Hiệu ứng nhà kính dẫn đến tăng nhiệt độ bề mặt và ở một số nơi, lượng mưa. Cùng với nhau, chúng đẩy nhanh quá trình phong hóa đá silicat. Thời tiết nhanh hơn sẽ loại bỏ nhiều CO2 hơn từ khí quyển (mũi tên màu vàng). Sức mạnh của Hiệu ứng Nhà kính phụ thuộc vào mức CO2 trong khí quyển. Gretashum / Wikipedia

Trong đất, một số loại đá liên tục phân hủy thành các vật liệu mới trong các phản ứng tiêu thụ CO2. Các phản ứng này có xu hướng tăng tốc khi nhiệt độ và lượng mưa cao hơn - chính xác là điều kiện khí hậu xảy ra khi nồng độ khí nhà kính trong khí quyển tăng lên.

Nhưng bộ điều nhiệt này có một điều khiển tích hợp. Khi CO2 và nhiệt độ tăng và quá trình phong hóa đá tăng tốc, nó sẽ kéo nhiều CO2 hơn từ khí quyển. Nếu CO2 bắt đầu giảm, nhiệt độ lạnh đi và quá trình phong hóa đá chậm lại trên toàn cầu, kéo theo ít CO2 hơn.

Các phản ứng phong hóa đá cũng có thể hoạt động nhanh hơn ở những nơi đất có nhiều bề mặt khoáng chất mới tiếp xúc. Ví dụ bao gồm các khu vực có độ xói mòn cao hoặc các giai đoạn khi quá trình kiến ​​tạo của Trái đất đẩy đất lên phía trên, tạo ra các chuỗi núi chính có độ dốc lớn.

Máy điều nhiệt phong hóa đá hoạt động với tốc độ chậm về mặt địa chất. Ví dụ, vào cuối Thời đại khủng long khoảng 65 triệu năm trước, các nhà khoa học ước tính rằng mức CO2 trong khí quyển là từ 2,000 đến 4,000 phần triệu. Phải mất hơn 50 triệu năm để giảm chúng tự nhiên xuống còn khoảng 400 phần triệu trong kỷ Pliocen.

Bởi vì sự thay đổi tự nhiên về nồng độ CO2 diễn ra rất chậm, nên sự thay đổi theo chu kỳ trong hệ thống khí hậu Trái đất cũng rất chậm. Các hệ sinh thái đã có hàng triệu năm để thích nghi, điều chỉnh và phản ứng chậm với sự thay đổi của khí hậu.

{vembed Y = 2hNgEVFMJnQ}
Các đợt nắng nóng mùa hè đang làm thay đổi miền bắc Siberia, làm tan băng các lớp băng vĩnh cửu và tạo điều kiện cho các vụ cháy rừng quy mô lớn.

Một tương lai giống Pliocen?

Ngày nay các hoạt động của con người đang lấn át các quá trình tự nhiên kéo CO2 ra khỏi khí quyển. Vào buổi bình minh của Kỷ nguyên công nghiệp năm 1750, CO2 trong khí quyển đứng ở mức khoảng Phần 280 trên một triệu. Con người chỉ mất 200 năm để đảo ngược hoàn toàn quỹ đạo bắt đầu từ 50 triệu năm trước và đưa hành tinh về mức CO2 chưa từng có trong hàng triệu năm.

Hầu hết sự thay đổi đó đã xảy ra kể từ Thế chiến thứ hai. Mức tăng hàng năm 2-3 phần triệu hiện nay là phổ biến. Và để đáp lại, Trái đất đang ấm lên với tốc độ nhanh. Kể từ khoảng năm 1880, hành tinh đã ấm lên bởi 1 độ C (2 độ F) - nhanh hơn nhiều lần so với bất kỳ đợt nóng lên nào trong 65 triệu năm qua của lịch sử Trái đất.

Ở Bắc Cực, sự mất mát của tuyết và băng phủ phản chiếu đã làm tăng sự nóng lên này lên +5 C (9 F). Do đó, độ phủ băng biển ở Bắc Cực vào mùa hè đang có xu hướng ngày càng thấp hơn. Các nhà khoa học dự đoán rằng Bắc Cực sẽ hoàn toàn không có băng vào mùa hè trong vòng hai thập kỷ tới.

Đây không phải là bằng chứng duy nhất về sự ấm lên mạnh mẽ của Bắc Cực. Các nhà khoa học đã ghi nhận tỷ lệ tan chảy mùa hè cực đoan băng qua Greenland Ice Sheet. Vào đầu tháng XNUMX, thềm băng cuối cùng còn sót lại của Canada, trên lãnh thổ Nunavut, sụp đổ xuống biển. Các bộ phận của Siberia Bắc Cực và Svalbard, một nhóm đảo của Na Uy ở Bắc Băng Dương, đã đạt nhiệt độ cao kỷ lục vào mùa hè này.

Các thành phố ven biển, các vùng đất nông nghiệp và nguồn cung cấp nước cho nhiều cộng đồng, tất cả sẽ hoàn toàn khác nếu hành tinh này trở lại thế giới Pliocen CO2. Tương lai này không phải là không thể tránh khỏi - nhưng việc tránh được nó sẽ đòi hỏi những bước đi lớn ngay từ bây giờ để giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch và giảm nhiệt độ của Trái đất.

Về các tác giả

Julie Brigham-Grette, Giáo sư Khoa học Địa chất, Đại học Massachusetts Amherst và Steve Petsch, Phó Giáo sư Khoa học Địa chất, Đại học Massachusetts Amherst

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

Cuộc sống sau carbon: Sự chuyển đổi toàn cầu tiếp theo của các thành phố

by Peter Plastrik, John Cleveland
Tương lai của các thành phố của chúng ta không giống như trước đây. Mô hình thành phố hiện đại đã nắm giữ trên toàn cầu trong thế kỷ XX đã vượt qua sự hữu ích của nó. Nó không thể giải quyết các vấn đề mà nó đã giúp tạo ra đặc biệt là sự nóng lên toàn cầu. May mắn thay, một mô hình mới cho phát triển đô thị đang nổi lên ở các thành phố để tích cực giải quyết thực tế của biến đổi khí hậu. Nó biến đổi cách các thành phố thiết kế và sử dụng không gian vật lý, tạo ra sự giàu có về kinh tế, tiêu thụ và xử lý tài nguyên, khai thác và duy trì hệ sinh thái tự nhiên và chuẩn bị cho tương lai. Có sẵn trên Amazon

Sự tuyệt chủng thứ sáu: Một lịch sử không tự nhiên

của Elizabeth Kolbert
Trong nửa tỷ năm qua, đã có Năm sự tuyệt chủng hàng loạt, khi sự đa dạng của sự sống trên trái đất đột ngột và ký hợp đồng đột ngột. Các nhà khoa học trên thế giới hiện đang theo dõi sự tuyệt chủng thứ sáu, được dự đoán là sự kiện tuyệt chủng tàn khốc nhất kể từ khi tác động của tiểu hành tinh quét sạch khủng long. Lần này, thảm họa là chúng ta. Trong văn xuôi đó là ngay lập tức, giải trí, và thông tin sâu sắc, New Yorker nhà văn Elizabeth Kolbert cho chúng ta biết lý do tại sao và làm thế nào con người đã thay đổi cuộc sống trên hành tinh theo cách mà không có loài nào có trước đây. Nghiên cứu đan xen trong nửa tá môn học, mô tả về các loài hấp dẫn đã bị mất và lịch sử tuyệt chủng như một khái niệm, Kolbert cung cấp một tài khoản cảm động và toàn diện về những vụ mất tích xảy ra trước mắt chúng ta. Bà cho thấy sự tuyệt chủng thứ sáu có khả năng là di sản lâu dài nhất của loài người, buộc chúng ta phải suy nghĩ lại về câu hỏi cơ bản về ý nghĩa của con người. Có sẵn trên Amazon

Cuộc chiến khí hậu: Cuộc chiến sinh tồn khi thế giới quá nóng

bởi Gwynne Dyer
Sóng của người tị nạn khí hậu. Hàng chục quốc gia thất bại. Chiến tranh toàn diện. Từ một trong những nhà phân tích địa chính trị vĩ đại của thế giới đến một cái nhìn kinh hoàng về thực tế chiến lược của tương lai gần, khi biến đổi khí hậu thúc đẩy các cường quốc của thế giới hướng tới chính trị sinh tồn. Tiên tri và vô cảm, Chiến tranh khí hậu sẽ là một trong những cuốn sách quan trọng nhất trong những năm tới. Đọc nó và tìm hiểu những gì chúng ta đang hướng tới. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, và ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.