Klíčová role oxidu uhličitého v dobách ledových

Roman Polach  |  Příroda

Nová rekonstrukce teplot ukazuje, že konec poslední doby ledové má na svědomí stoupající koncentrace oxidu uhličitého.

Klima na Zemi se v historii měnilo mnohokrát. Kritici teorie, že současné globální oteplování je způsobeno člověkem, s oblibou poukazují na dávné doby ledové a meziledové, které se střídaly i bez přispění člověka. Navíc podle analýz vrtů z ledovců v Antarktidě teploty stoupaly mnohdy o stovky let dříve, než začaly stoupat koncentrace CO2. Nedokazuje to, že oxid uhličitý nemůže být příčinou změn klimatu?

Vývoj teplot a koncentrací CO<SUB>2</SUB> za posledních 400 tisíc let podle analýzy vrtu z ledovce ze stanice Vostok v Antarktidě. Zdroj: SkepticalScience
Vývoj teplot a koncentrací CO2 za posledních 400 tisíc let podle analýzy vrtu z ledovce ze stanice Vostok v Antarktidě. Zdroj: SkepticalScience

Změna sklonu zemské osy nestačí

V průběhu tisíců a milionů let se periodicky mění vzdálenost Země od Slunce – elipsa, po které se Země pohybuje, se natahuje a smršťuje. Mění se také úhel, pod jakým je Země nakloněna vůči Slunci. Těmto změnám se říká Milankovičovy cykly a právě ty spouštějí začátek a konec doby ledové. Pokud množství záření dopadající na severní polokouli klesne pod určitou kritickou mez, sníh a led v létě nestihne roztát a začne se tam hromadit. Změny sklonu zemské osy ale nejsou tak veliké, aby samy o sobě způsobily dobu ledovou nebo její konec.

Jak píše zpráva IPCC: „Simulace klimatických modelů doby ledové přinášejí realistické výsledky, jen když je započítán vliv CO2.“ Při ochlazení koncentrace CO2 v atmosféře poklesne a to způsobí další ochlazení, tím CO2 opět klesne a ještě víc se ochladí. A naopak oteplení způsobí uvolnění CO2 z atmosféry, planeta se oteplí, následuje další uvolňování CO2 a ještě větší oteplení – vědci hovoří o pozitivní zpětné vazbě.

Jak fungují Milankovičovy cykly. Zdroj: SkepticalScience
Jak fungují Milankovičovy cykly. Zdroj: SkepticalScience

Jak změřit pravěkou teplotu

Aby vědci mohli přesněji popsat, co se během doby ledové s klimatem děje, potřebují znát teploty z celého světa, nejen z Antarktidy. Studie týmu Jeremyho Shakuna z Department of Earth and Planetary Sciences na Harvardské universitě publikovaná v časopise Nature (pdf) nám nyní takové podrobnější rozlišení nabídla. Vědci použili osmdesát teplotních rekonstrukcí z různých míst světa, které pokrývají období před 22 000 až 6 500 lety.

V té době samozřejmě teploměry neexistovaly, proto vědci zjišťují teploty, jaké tehdy panovaly, pomocí nepřímých metod – z vrtů v ledovcích, pylu, mikrofosilíí a dalšími způsoby. Ačkoli to může vypadat jako alchymie, spolehlivost takto odvozených teplot lze posoudit porovnáním s hodnotami naměřenými teploměry (samozřejmě jen od doby, kdy se teplota takto měří). Teploty odvozené různými nezávislými metodami se také dají porovnat mezi sebou – pokud se shodují, dá se předpokládat, že ukazují správně. Jak to funguje se lze dočíst například na této stránce a v navazujících odkazech.

Studie zjistila, že změna v zemské orbitě spustila před 19 tisíci lety oteplení v nejsevernějších šířkách – tedy v Arktidě a Grónsku (na obrázku je to označeno jako Onset of seesaw). Tímto oteplením se do oceánu dostalo velké množství sladké vody z tajících ledovců. To následně narušilo oceánské proudy a způsobilo přesun tepla ze severní do jižní hemisféry, což se projevuje na teplotních záznamech z doby před 18 tisíci lety.

Jak se měnily teploty v různých zeměpisných šířkách. Zdroj: Shakun et. all, Nature
Jak se měnily teploty v různých zeměpisných šířkách. Zdroj: Shakun et. all, Nature

Teplota ruku v ruce s CO2

„Oceánská cirkulace funguje jako globální dopravní pás,“ říká Jeremy Shakun. „Když se podíváte na dnešek, severní hemisféra je v průměru o několik stupňů teplejší než jižní. Je to částečně proto, že oceán stahuje teplo na sever, když proudí skrz rovník v Atlantiku.“

Když tento dopravník přestane fungovat, teplo se začne přesouvat na jih. To vysvětluje, proč analýzy z ledovce v Antarktidě ukazují oteplení ještě před tím, než začala růst koncentrace CO2. Jenže právě kvůli tomuto oteplení na jižní hemisféře se začalo z moře někdy před 17 500 lety uvolňovat CO2 . Množství oxidu uhličitého, které se postupně dostalo do ovzduší, není příliš velké, během doby ledové se obvykle koncentrace CO2 pohybují okolo 190 ppm a v teplých obdobích asi 280 ppm. Stačilo to ale k oteplení celé planety.

Vývoj teplot a CO2, červeně jsou teploty v Antarktidě, žluté body jsou koncentrace CO2, modře vidíte globální průměrnou teplotu. Zdroj: Shakun et. all, Nature
Vývoj teplot a CO2, červeně jsou teploty v Antarktidě, žluté body jsou koncentrace CO2, modře vidíte globální průměrnou teplotu. Zdroj: Shakun et. all, Nature

Pro srovnání – v současnosti se pohybujeme na 394 ppm. Lidstvo tedy za posledních sto let vypustilo zhruba stejné množství oxidu uhličitého jako to, které ukončilo poslední dobu ledovou. Rozdíl ale je, že tehdy toto zvýšení koncentrace oxidu uhličitého trvalo mnoho tisíc let, kdežto my jsme to zvládli mnohem rychleji. Ze studie Jeremyho Shakuna vyplývá, že jen asi 7 % oteplení nastalo před tím, než začal růst CO2. Výraznější oteplení nastalo teprve se stoupající koncentrací CO2.

„Když se podíváte na CO2 a teplotu dohromady, uvidíte, že je mezi nimi úžasná korelace. Lepší korelaci v přírodě takřka nenajdete – křivky jdou spolu synchronizovaně nahoru a dolů, napříč dobami ledovými takřka celý poslední milion let.“

Oxid uhličitý tedy hrál roli i v mnoha klimatických změnách minulosti. Kdyby v atmosféře nebyl vůbec, teploty na zemi by byly zhruba o 30 stupňů nižší. Planeta Venuše je ale zase ukázkou toho, jak to vypadá, když je skleníkového plynu příliš – panují na ní vyšší teploty než na planetě Merkur, ačkoli ten je mnohem blíž k Slunci.

Nejčtenější