Земля знала парниковый эффект, во много раз превышающий тот, что часто приписывают деятельности человека. Согласно палеонтологическим данным, в меловом и палеогеновом периодах имели место эпизоды так называемого сверхпарникового эффекта. Последний из них, случившийся около 55 миллионов лет на границе палеоценовой и эоценовой эпох палеогена, называют даже «термальным максимумом».
Во время этого и более древних эпизодов, имевших место в меловом периоде, когда на Земле безраздельно господствовали динозавры, среднегодовая температура в тропическом поясе планеты могла превышать +40 по шкале Цельсия, что на 20 с лишним градусов больше современной. Температура на полюсах отличалась ещё сильнее: среднегодовые её значения составляли около +10o C (что, впрочем, не помешало в какой-то момент нарастить огромную ледовую шапку на антарктическом континенте).
Учёные не сомневаются, что причиной потепления было увеличение содержания парниковых газов в атмосфере — в первую очередь углекислого газа и метана. Об этом свидетельствуют, в частности, отложения той эпохи. Например, концентрация CO2 в атмосфере в определённые моменты увеличивалась вчетверо. Однако, по всем расчётам, даже этого четырёхкратного подъёма недостаточно, чтобы температура выросла настолько, насколько показывает изотопный анализ древних отложений.
событие, произошедшее примерно 55 миллионов лет назад, на границе палеоцена и эоцена, выраженное резким потеплением Земли, значительным изменением состава атмосферы и вымиранием некоторых видов. Позднепалеоценовый термальный максимум – одно из самых значительных резких изменений климата в геологической истории фанерозоя, он продолжался несколько тысяч лет.
Позднепалеоценовый термальный максимум проявлен как в резком повышении температур на поверхности континентов, верхних слоёв океана, так и изменение изотопного состава атмосферного углерода, изменении седиментации и вымирании целого ряда видов.
Согласно палеоклиматическим реконструкциям, температура на континентах во время этого события увеличилась на 8 °С. Температура воды в тропическом поясе составила 20 °С, что на 1,5 °С больше современного значения, в арктических морях потепление было значительно маштабнее, и увеличение температуры поверхностных вод Северного ледовитого океана могло составлять до 10 °С.
Термальному максимуму соответствуют масштабные изменения климата планеты и состава её верхних геосфер. Они отразились и на биосфере. На границе палеоцена и эоцена произошло значительное вымирание видов. Исчезли примитивные млекопитающие, им на смену пришли млекопитающие современного типа, все в меньшем размерном классе. Тогда же вымерло от 30 до 40% глубоководных фораминифер.
По мнению Кампа и Полларда, к резкому повышению температуры могло привести исчезновение облаков.
Американские палеоклиматологи полагают, что ключевое влияние на температуру воздуха имеют тропосферные облака. Они подсчитали, что исчезновение облачного покрова способно увеличить поток энергии, приходящей от Солнца, на 6–10%, и этого вполне достаточно для подъёма температур до прежде не объяснимого уровня. Работа учёных опубликована в последнем номере Science.
характеристика отражательной способности поверхности: отношение потока излучения, рассеянного поверхностью по всем направлениям, к падающему на эту поверхность потоку. Понятием «альбедо» широко пользуются при исследованиях планет и их спутников, в частности при изучении процесса установления энергетического баланса в планетных атмосферах, в расчетах поглощения и рассеяния излучения звезд частицами пыли в межзвездном пространстве.
Целиком и полностью облака, конечно, не исчезали никогда — ни в эоценовой эпохе, ни в меловом периоде. Однако их количество существенно сокращалось. По мнению Кампа и Полларда,
виновато в уменьшении количества облаков сокращение числа микрочастиц, конденсация водяных паров на которых и обуславливает многие параметры облаков.
В доисторическом мире роль таких центров конденсации могли выполнять различные природные газы, а их количество хорошо коррелирует с биологической продуктивностью микрофлоры океанов.
По наблюдениям экологов, сегодня в самых экологически чистых уголках Земли главным источником зародышей конденсации водяных паров являются микрокапли серной и метансульфоновой кислоты. Они образуются в верхних слоях атмосферы при разложении и окислении диметилсульфида — одного из продуктов жизнедеятельности земных водорослей. Учёные давно заметили, что чем меньше концентрация таких зародышей в атмосфере, тем меньше облаков образуется в небе и тем более прозрачными они являются. Дело в том, что в таком случае образуется мало крупных капель, быстро выпадающих на землю, вместо большого количества мелких, способных долго парить в воздухе, попутно защищая планету от перегрева.
Тем не менее роль спускового крючка, запустившего описанный Кампом и Поллардом механизм, выполнило всё-таки само потепление.
По предположению учёных, увеличение содержания СО2 в воздухе отключило очень важный механизм подпитки микроорганизмов, живущих в поверхностных слоях океана.
Биологическая продуктивность микрофлоры океанов напрямую зависит от наличия питательных веществ верхних слоях вод. Основным источником этих питательных веществ является подъем нижних слоев воды на поверхность во время волнения и штормов. Согласно многим моделям, повышение температуры атмосферы могло повергнуть океаны в так называемое состояние «теплового шока», когда происходит четкое разделение океана на слои и останавливается их перемешивание.
Поэтому океанические водоросли не были в состоянии производить необходимые количества диметилсульфида, из него не образовывалось достаточного количества зародышей конденсации облаков, и облачный конденсат образовывался в виде крупных капель. Многие из этих капель вовсе не могли удержаться в воздухе и по достижении размера в 16–20 микрон опадали на землю в виде дождей.
Сегодняшней Земле такая судьба не грозит, полагают учёные. И спасибо надо сказать человеку и его деятельности.
В настоящее время в качестве центров конденсации выступают аэрозоли, в изобилии встречающиеся в различных отходах промышленных производств. Каждый кубический сантиметр нижних слоёв атмосферы Земли содержи в себе около 1000 частиц, способных выступить в роли зародыша конденсации водяных паров облаков.
Впрочем, хотя «сверхпарниковый» эффект нам не грозит, одного лишь парникового эффекта может стать вполне достаточно, чтобы кардинально изменить среду обитания человека и всего живого населения нашей планеты. И тогда о снеге, которым в отличие от дождя и образования облаков, судя по всему, управляет жизнь, можно будет забыть.
