Küresel karbon döngüsü Dünya'nın iklimi üzerinde önemli bir kontrol sağlıyor. Yine de Dünya'daki yaşam son 3.7 milyar yıldır devam ediyor. Dünyanın tarihini, antropojenik iklim değişikliğinin uzun vadeli etkilerini ve gezegenin yaşanabilirliğini anlamak, iklimin jeolojik zaman ölçeklerinde nasıl korunduğuna bağlıdır.
İLE bilim insanları, Dünya'nın milyonlarca yıl boyunca iklimi sınırdan uzaklaştırmak ve küresel sıcaklıkları sabit, yaşanabilir bir aralıkta tutmak için çalışan bir "dengeleyici geri bildirim" mekanizmasına sahip olduğunu doğruladılar.
Bilim adamlarına göre bu olası mekanizma silikat hava koşullarıdır. Silikat kayalarının yavaş ve istikrarlı bir şekilde ayrışmasının, sonuçta ortaya çıkan kimyasal reaksiyonları içerdiği jeolojik bir süreçtir. karbon dioksit atmosferden okyanus çökeltilerine karışarak gazı taşların içinde hapsediyor.
Bilim adamları uzun bir süre boyunca silikat ayrışmasının iklim değişikliğini kontrol etmede önemli bir role sahip olduğunu varsaydılar. Dünyanın karbon döngüsü. Mekanizması, karbondioksiti ve küresel sıcaklıkları kontrol altında tutmak için jeolojik olarak sabit bir güç sağlayabilir. Ancak şu ana kadar bu tür geri bildirimlerin sürekli işlediğine dair doğrudan bir kanıt gözlemlenmedi.
Bu çalışma için bilim insanları, son 66 milyon yılda ortalama küresel sıcaklıklardaki değişiklikleri kaydeden paleoiklim verilerini inceledi. Daha sonra ekip, matematiksel bir analiz uygulayarak, verilerin jeolojik zaman ölçeğinde küresel sıcaklıkları dizginleyen stabilize edici fenomenlere özgü herhangi bir desen ortaya çıkarıp çıkarmadığını belirledi.
Yüzbinlerce yıl boyunca Dünya'nın sıcaklık salınımlarının kontrol altına alındığı sabit bir modelin var gibi göründüğünü keşfettiler. Bu etkinin süresi, silikat ayrışması için öngörülen zaman dilimleriyle karşılaştırılabilir.
Bilim insanları jeolojik tarih boyunca küresel sıcaklık dalgalanmalarına ilişkin verilere baktılar. Dengeleyici geri bildirimin gerçekten işe yarayıp yaramadığını doğrulamak istediler. Korunmuş olanlar da dahil olmak üzere önceki araştırmacılar tarafından elde edilen çeşitli küresel sıcaklık kayıtlarını kullandılar. Antarktika buzu tarih öncesi deniz fosilleri ve kabuklarının kimyasal yapısına ilişkin çekirdekler ve veriler.
MIT'nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri (EAPS) Bölümü'nde yüksek lisans öğrencisi olan Constantin Arnscheidt şunları söyledi: "Bütün bu çalışma ancak bu derin deniz sıcaklığı kayıtlarının çözünürlüğünün iyileştirilmesinde büyük ilerlemeler sağlandığı için mümkün. Artık elimizde en fazla binlerce yıl aralıklı veri noktalarıyla 66 milyon yıl geriye giden veriler var.”
Bilim adamlarının çalışmada kullandığı matematiksel analiz stokastik diferansiyel denklemleri içeriyordu. Bu denklemler yaygın olarak dalgalanan veri kümelerindeki kalıpları ortaya çıkarmak için kullanılır.
Arnscheidt şöyle açıklıyor: "Bu teorinin beklediğiniz şeylerle ilgili tahminler yaptığını fark ettik dünyanın sıcaklığı tarih, belirli zaman ölçeklerinde etkili olan geri bildirimler varmış gibi görünecek."
Bu yaklaşım sayesinde bilim insanları, son 66 milyon yıldaki ortalama küresel sıcaklıkların geçmişini analiz edebildiler. Ayrıca her zaman ölçeğinde herhangi bir stabilize edici geri bildirim modelinin ortaya çıkıp çıkmadığını da belirlediler.
MIT'de jeofizik profesörü Daniel Rothman şunları söyledi: “Bir bakıma arabanız caddede hızla gidiyormuş gibi oluyor ve frene bastığınızda durmadan önce uzun bir süre kayıyorsunuz. Sistem kararlı duruma döndüğünde sürtünme direncinin veya dengeleyici geri bildirimin devreye girdiği bir zaman ölçeği var."
Geri beslemeyi stabilize etmeden sıcaklık dalgalanmaları zamanla artmalıdır. Ancak ekibin araştırması, değişikliklerin iyileşmediği bir rejim tespit etti; bu da dalgalanmaların aşırı hale gelmesinden önce bir istikrar mekanizmasının mevcut olduğunu öne sürdü. Bilim adamlarının silikat ayrışması için öngördüğü yüzbinlerce yıl, bu dengeleyici etkinin zaman çizelgesiyle örtüşüyor.
Bilim adamları, verilerin daha uzun zaman ölçeklerinde herhangi bir dengeleyici geri bildirim ortaya koymadığını buldu. Yani, bir milyon yıldan daha uzun zaman dilimlerinde küresel sıcaklıklarda tekrarlayan bir gerileme görülmemektedir. Peki bu daha uzun zaman aralıklarında küresel sıcaklıkları kontrol altında tutan şey neydi?
Rothman şunları söyledi: "3 milyar yıldan fazla bir süre sonra yaşamın neden hala var olduğunu belirlemede şansın önemli bir rol oynamış olabileceğine dair bir fikir var."
Başka bir deyişle, Dünya'nın sıcaklıkları daha uzun süreler boyunca dalgalandıkça, bu dalgalanmalar jeolojik anlamda, silikat hava koşulları gibi dengeleyici bir geri bildirimin iklimi periyodik olarak kontrol altında tutabileceği bir aralık içinde olacak kadar küçük olabilir ve daha doğrusu yaşanabilir bir bölge içinde.
Dergi Referans:
- Constantin W. Arnscheidt ve diğerleri. Farklı zaman ölçeklerinde stabilize edici Dünya sistemi geri bildirimlerinin varlığı veya yokluğu. Bilim Gelişmeler. DOI: 10.1126/sciadv.adc9241
