Komentarz do „Stanowiska Komitetu Nauk Geologicznych PAN w debacie klimatycznej” z 2019 r. (1/2)

W 2009 roku Komitet Nauk Geologicznych PAN opublikował dokument negujący zagrożenie antropogeniczną zmianą klimatu, a nawet sam wpływ działalności ludzi na klimat Ziemi. Dokument był sprzeczny ze stanowiskiem nauki światowej, w tym m.in. stanowiskami towarzystw skupiających geologów i przedstawicieli nauk o Ziemi z innych krajów oraz przeglądami prac geologicznych na temat zmian klimatu wykazywanymi w raportach IPCC. Dokument KNG PAN, pomimo tego, że zawierał bardzo poważne błędy merytoryczne (patrz Mit: Globalnego ocieplenia nie ma, bo tak mówi Komitet Nauk Geologicznych [1] i [2]), to przez ponad 10 lat był obowiązującym stanowiskiem KNG PAN.

Pod koniec 2019 r. (na 11 dni przed wyborami, w wyniku których skład Komitetu uległ zdecydowanej zmianie) KNG PAN przegłosował nowe stanowisko. Pokazuje ono niestety, że autorzy wciąż nie mają pojęcia o współczesnej klimatologii a w szczególności o metodach, jakich używa się do badania przyczyn obserwowanego globalnego ocieplenia. Co gorsza, jak pokażemy dalej, nie mają też pojęcia o teoretycznie bliższej geologii dziedzinie, jaką jest paleoklimatologia.

Rola geologii w badaniach nad klimatem

Ze względu na objętość, podzieliliśmy tekst na dwie części, z których pierwszą można znaleźć poniżej, druga zaś jest podlinkowana na końcu tego artykuł. Wszystkie cytowane fragmenty oznaczone niebieskim kolorem pochodzą z wersji stanowiska KNG PAN datowanej na 9 grudnia 2019 r.

Dziesięć lat temu Komitet Nauk Geologicznych PAN (KNG PAN) przedstawił swoje stanowisko w kwestii ocieplenia klimatu wskazując, że zmiany klimatu w geologicznej skali czasu są zjawiskiem naturalnym, a ocieplenie obserwowane współcześnie należy powściągliwie interpretować jako (wyłączny bądź dominujący) skutek działalności człowieka. Wobec rosnącej intensywności aktualnej debaty klimatycznej, czujemy się w obowiązku ponownie zająć stanowisko w tej sprawie.

Zacznijmy od sprostowania chronologii: pierwsze stanowisko powstało po posiedzeniu Komitetu z dnia 11 listopada 2008 roku, na którym jego członkowie poczuli się w obowiązku podzielić się z opinią publiczną swoimi przemyśleniami. Pierwotna wersja tego dokumentu zawierała wiele rażących błędów, wypunktowanych m.in. w artykule Geolodzy z PANu o globalnym ociepleniu; wersja ostateczna, datowana na 12 lutego 2009 r. (i opublikowana 2 marca 2009 r.) niektóre z tych błędów poprawiła, choć w dalszym ciągu zawierała sformułowania sprzeczne z ustaleniami nauki odnośnie obserwowanych zmian klimatu i ich przyczyn.

Ocieplenie klimatu w skali globalnej, od około 150 lat dokumentowane jest przez naukę bezpośrednimi pomiarami temperatury oraz obserwacjami tak spektakularnych procesów jak zmniejszanie zasięgu lodu morskiego czy recesje lodowców górskich i polarnych. Jest ono skorelowane z zapoczątkowanym około 150 lat temu szybkim rozwojem przemysłu epoki industrialnej, który opiera się na paliwach kopalnych: węglu, ropie, gazie ziemnym. Ich spalanie powoduje emisję do atmosfery CO2, który jest jednym z tzw. gazów cieplarnianych. Wzrost zawartości CO2 w atmosferze, monitorowany bezpośrednimi pomiarami od 1955 roku (krzywa Keelinga), zdecydowana większość badaczy uważa za przyczynę ocieplenia klimatu. Ten pogląd, upowszechniany przez media, wywołuje głębokie zaniepokojenie opinii publicznej, co skłania rządy wielu krajów do podejmowania gwałtownych i kosztownych działań dla zahamowania i zaprzestania emisji CO2 do atmosfery. W niniejszym opracowaniu proponujemy spojrzenie na relacje CO2- temperatura w geologicznej skali czasu dla lepszego zrozumienia ich wzajemnego związku przyczynowo-skutkowego.

To dobrze, że autorzy stanowiska zauważyli, że zdecydowana większość badaczy uważa antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych za przyczynę globalnego ocieplenia, choć jednocześnie wydają się być zaskoczeni tym, że media upowszechniają wiedzę odnośnie wniosków tychże badaczy. To chyba nic dziwnego, że zaniepokojenie naukowców — w tym członków akademii nauk krajów takich jak Stany Zjednoczone, Niemcy, Chin, Kanady, Wielkiej Brytanii, Australii, a nawet Polski — powoduje zaniepokojenie opinii publicznej, i że politycy podejmują działania oparte o ustalenia nauki (choć można polemizować, czy te działania zasługują na określenie „gwałtowne”)?

Oczywiście, geologiczne spojrzenie na relacje pomiędzy dwutlenkiem węgla a temperaturą ma swoje miejsce w klimatologii — IPCC na przykład poświęciło temu zagadnieniu cały rozdział piątego raportu opublikowanego w 2013 r., temat ten podejmowały również inne organizacje zrzeszające geologów (np. Geological Society) — ale treść stanowiska KNG PAN po raz kolejny pokazuje, że polscy naukowcy tej specjalności wchodzący w skład Komitetu albo nie znają aktualnej literatury przedmiotu, albo nie potrafią jej poprawnie zinterpretować.

Argumenty z dziedziny geologii w debacie klimatycznej to informacje o stanie powierzchni Ziemi w przeszłości przedindustrialnej, gdy decydowały o tym stanie na pewno czynniki naturalne. Geologia dostarcza przede wszystkim pewnej wiedzy, że naczelną cechą klimatu Ziemi w całej jej historii jest zmienność. Zmiany zachodzą w nakładających się cyklach o różnej długości trwania – od kilkunastu lat do dziesiątków milionów lat – rządzonych splotem wielu czynników pozaziemskich i ziemskich. Zmiany klimatu są wymuszane także przez procesy aperiodyczne, wynikające z ewolucji Słońca, zmienności koncentracji gazów szklarniowych w atmosferze, kumulacji działalności wulkanicznej czy impaktów asteroidów. Klimatotwórcze współzależności między nimi nie zostały jeszcze w pełni rozpoznane.

Geologia dostarcza nam więc wiedzy dotyczącej tego, że klimat nie zmienia się sam z siebie, ale że za jego zmiany odpowiadają wymienione czynniki. Jednym z tych czynników jest, jak zauważyli geolodzy z KNG, zawartość gazów cieplarnianych w atmosferze, na którą to zawartość ludzkość ma obecnie wpływ, w odróżnieniu od działalności wulkanicznej, impaktów asteroidów i ewolucji Słońca.

Jest prawdą, że w przypadku odległej przeszłości nie rozpoznano wszystkich czynników, które powodowały te czy inne zmiany klimatu. Jest to nieuniknione, bo klimat Ziemi sprzed milionów lat możemy badać wyłącznie metodami pośrednimi, które zawsze obciążone będą dużymi niepewnościami. Zmianę klimatu zachodzącą obecnie możemy natomiast obserwować bezpośrednio, dzięki pomiarom dokonywanym w stacjach meteorologicznych, przez radiosondy, satelity, boje oceanograficzne, i wiele innych typów platform pomiarowych. Z tego też powodu więcej możemy powiedzieć o przyczynach i przebiegu obecnego globalnego ocieplenia, niż np. globalnego ocieplenia na przełomie paleocenu i eocenu. I jak przewidziano teoretycznie już dawno temu (Historia naukowa fizyki klimatu, część 1: Ojcowie klimatologii fizycznej) i potwierdzono w późniejszych badaniach (Ziemia się nagrzewa. I wiemy dlaczego, Mit: Nie ma empirycznych dowodów na antropogeniczność globalnego ocieplenia), główną przyczyną jest działalność człowieka.

Zmiany klimatu ciągu ostatnich 500 milionów lat

Zmienność temperatur w skali setek milionów lat (fanerozoik)

W interesującej nas kwestii związku koncentracji CO2 w atmosferze z temperaturą na powierzchni Ziemi trzeba stwierdzić, że zapis geologiczny nie wskazuje na istnienie prostej zależności korelacyjnej między tymi dwiema zmiennymi. Dostępne informacje o cyklach najdłuższych – w skali epok geologicznych – wskazują, że najwyższe średnie temperatury (do 14°C wyższe od współczesnych) panowały na Ziemi ok. 480 mln lat temu: na granicy kambru i ordowiku, przed 270 mln lat – w permie oraz ok. 80 mln lat temu: w późnej kredzie, najniższe zaś (parę stopni niższe od współczesnych) ok. 450 mln lat temu: w ordowiku i przed ok. 25 000 lat (Fig. 1, 2). Poziom CO2 spadł z kilku tysięcy ppm w kambrze (ok. 520 mln lat) do kilkuset ppm w karbonie (ok. 300 mln lat), następnie wzrósł do ponad 2000 ppm w mezozoiku i spadł ponownie do kilkuset ppm w neogenie (ostatnie 20 mln lat). W takiej skali widać korelację długotrwałych (dziesiątki mln lat) minimów temperaturowych z minimami poziomu CO2 (karbon i neogen), ale już na przełomie jury i kredy temperatura spadła do poziomu dzisiejszego, podczas gdy poziom CO₂ był sześciokrotnie wyższy niż dziś. Taka sytuacja jest sprzeczna z paradygmatem efektu cieplarnianego. Podobny paradoks dotyczy zlodowacenia ordowickiego (Fig. 1) czy okresu holoceńskiego (Fig. 5 poniżej), kiedy poziom koncentracji CO2 i metanu wzrasta, a temperatura spada, począwszy od ok. 7000 lat temu. Należy więc dopuścić hipotezę o istnieniu innych czynników warunkujących klimat, które potrafiły stłumić efekt szklarniowy.

Najciekawsze - jako analog dla współczesności - ocieplenie po okresie lodowcowym na początku permu przyszło wcześniej niż wyraźny wzrost CO₂ z końcem permu. Te obserwacje sugerują, że w cyklach najdłuższych nie ma prostej zależności przyczynowo-skutkowej między poziomem CO₂ w atmosferze a temperaturą na powierzchni Ziemi.

Ten krótki fragment ilustruje większość związanych ze stanowiskiem KNG PAN problemów. Nikt nie kwestionuje, że na klimat wpływają różne czynniki a zmiany średniej temperatury powierzchni Ziemi są efektem ich połączonego działania (a więc jej zapis geologiczny nie musi wskazywać na prostą korelację z koncentracją CO2). Autorzy poświęcają jednak dużo miejsca obalanie tego „chochoła”. Czyżby chcieli zasugerować czytelnikowi nieuzasadniony logicznie wniosek, jakoby istnienie różnych czynników determinujących klimat w przeszłości geologicznej Ziemi wykluczało to, że obecnie klimat zmienia się głównie pod wpływem jednego, dominującego czynnika? Jeśli tak uważają, to jest to wniosek błędny.

Poważniejszą kwestią jest sposób doboru źródeł. Można byłoby oczekiwać, że tak ważny dokument podpisany przez trzydziestu kilku zawodowych geologów będzie zawierał porządną bibliografię, a pojawiające się w stanowisku tezy będą podpierane odnośnikami do recenzowanych publikacji, prezentujących najnowsze ustalenia geologiczne i paleoklimatyczne. Nic z tych rzeczy: źródłem „Fig. 1” jest przysłowiowy „internet”, a konkretnie pseudonaukowy blog Watts Up With That.

Cóż z tego, zapytacie, może i źródło kiepskie, ale wykres jest poprawny? Otóż właśnie nie bardzo.

Jeśli zajrzycie do bloga cytowanego w stanowisku KNG PAN, odkryjecie że źródłem wykresu jest kolejny, starszy wpis na tym samym blogu, ale dane użyte do jego narysowania dawno temu rozpłynęły się w czeluściach internetu. Nie jest to problemem w przypadku rekonstrukcji dwutlenku węgla w atmosferze (Berner i Kovathala, 2001), bo zostały one zarchiwizowane na serwerach NOAA, jednak krzywa temperaturowa jest opracowaniem własnym autora bloga, opartym o kompilację danych izotopowych opublikowaną przez Jana Veizera w 1999 roku (Veizer 1999).

Wykres prezentuje więc w najlepszym razie stan wiedzy sprzed 20 lat. Co gorsza, użyte dane nie zostały rzetelnie przedstawione: choć wiadomo, że zależność amplitudy globalnego ocieplenia klimatu od zmiany zawartości dwutlenku węgla jest logarytmiczna, wykres przedstawia obie krzywe w liniowym układzie współrzędnych. Dodatkowo zostały one silnie wygładzone. Brakuje też oznaczenia niepewności związanych z rekonstruowanymi parametrami. A te są spore. Rekonstrukcja temperatury pochodzi z badań skamielin (przede wszystkim małży), w których wykorzystano zależność frakcjonacji izotopowej ¹⁸O w cząsteczkach węglanu wapnia od temperatury (patrz Paleoklimatologia: izotopy tlenu a temperatura). Metoda ta jest stosowana z powodzeniem do rekonstrukcji paleoklimatycznych z okresu plejstocenu (ostatnie 2,6 mln lat), a nawet kenozoiku (ostatnie 66 mln lat), jednak jej stosowanie do starszych okresów jest problematyczne, bo próbki pochodzące z odległej przeszłości zawierają sporo mniej ¹⁸O niż te powstałe stosunkowo niedawno (spójrz na rysunek poniżej).

Rysunek 1: Zawartość ¹⁸O zmierzona w skamieniałościach i osadach morskich, wraz z interpretacją temperaturową przy standardowej kalibracji (lewa oś). Źródło: Veizer i Prokoph, 2015

Gdyby przyjąć, że do danych z dawniejszych okresów można zastosować ten sam przelicznik wskaźnika δ18O na temperaturę, to na początku fanerozoiku temperatury (geolodzy z KNG PAN nie piszą, jakiego parametru dotyczy rekonstrukcja, ale można przyjąć że podobnie jak w oryginalnych publikacjach Veizera chodzi o temperaturę powierzchni oceanów na niskich szerokościach geograficznych) byłyby wyższe nie o 14, ale o 50 stopni Celsjusza (rysunek powyżej, za Veizer i Prokoph, 2015) a od tego czasu mieliśmy długoterminowy trend spadku temperatury. Na wykresie użytym w stanowisku KNG PAN tego trendu nie widać, bo trend liniowy został usunięty, a pokazano tylko to, co po tej operacji zostało.

Paradoks „gorącego archaiku” (zahaczającego również o fanerozoik, który rozpoczął się 542 mln lat temu) odkryto pięćdziesiąt lat temu, i do dzisiaj nie udało się rozstrzygnąć, w jaki sposób należy interpretować te dane. Nie będziemy streszczać historii prób rozwiązania tego problemu, wspomnimy tylko, że są trzy główne hipotezy (czy też grupy hipotez) tłumaczące taki stan rzeczy:

  • oceany faktycznie były wtedy takie gorące
  • zawartość izotopowa ¹⁸O wody morskiej była w odległej przeszłości inna niż obecnie
  • zawartość izotopowa ¹⁸O skamieniałości/skał osadowych zmieniła się od czasu ich depozycji

Omówienie tych hipotez zainteresowany czytelnik może znaleźć np. w Tartèse i in., 2017, Ryb i Eiler, 2018, Sengupta i Pack, 2018, Galili i in., 2019.

Z kolei rekonstrukcja stężeń CO₂ oparta jest o wyliczenia modelu cykli geochemicznych o długim kroku czasowym, i nie ma wystarczającej rozdzielczości, by wychwycić zmiany zawartości dwutlenku węgla, które mogły przyczynić się do zlodowacenie w ordowiku (Shen i in., 2018, Pancost i in., 2013, Pohl i in., 2016), tym bardziej, jeśli była to tak naprawdę seria wymuszanych orbitalnie glacjałów i interglacjałów, analogiczna do tych, które mieliśmy w plejstocenie (Ghienne i in., 2014).

Rysunek 2: Rekonstrukcja poziomu dwutlenku węgla w atmosferze według modelowania GEOCARB III. Linie górna i dolna pokazują zakres niepewności. Skala przedstawia wielokrotność „współczesnych” wartości (ok. 300 ppm). Źródło: Berner i Kovathala, 2001.

Geolodzy z KNG PAN powinni też zdawać sobie sprawę z tego, że w tak odległej przeszłości Słońce świeciło nieco słabiej (~96,5% obecnej jasności), a inna konfiguracja kontynentów mogła faworyzować inicjowanie zlodowaceń nawet przy relatywnie wysokich, w stosunku do stanu obecnego, poziomach dwutlenku węgla (Pohl i in., 2014, patrz też Mit: Zlodowacenie w Ordowiku wyklucza udział CO2 w ociepleniu).

W opublikowanym cztery lata temu artykule przeglądowym „Co-evolution of oceans, climate, and the biosphere during the ‘Ordovician Revolution’: A review” trzech amerykańskich geologów (Algeo i in., 2016) tak opisuje problem ordowiku i ewolucję wiedzy na temat jego przyczyn:

Powszechnie uważa się, że zlodowacenie hirnanckie rozwinęło się w warunkach wysokiego stężenia atmosferycznego pCO2, co bazuje na modelach cyklu węglowego w fanerozoiku wykonanych przez Roberta Bernera (Berner, 1991, 1994, 2006; Berner i Kothavala, 2001) wspartych badaniami izotopów węgla w minerałach gleb, służących za paleobarometr (Yapp i Poths, 1992; Mora i in., 1996). Byłoby to jednak bardzo niezwykłe, biorąc pod uwagę silną dodatnią korelację pomiędzy niskim stężeniem CO2 a zlodowaceniem dla całego fanerozoiku (Royer, 2006) a w szczególności dla plejstocenu (Cuffey i Vimeux, 2001; Shakun i in., 2012). W celu wyjaśnienia tej rzekomej anomalii zaproponowano różne hipotezy, w tym słabe młode Słońce (Ramstein, 2011), wysokie albedo chmur powodowane przez strumień promieniowania kosmicznego (Shaviv i Veizer, 2003) oraz zmniejszone wietrzenie krzemianów związane z rozległą pokrywą lodową (Kump i in., 1999). Możliwe jest jednak również, że wnioskowanie o wysokiej koncentracji atmosferycznej CO2 podczas zlodowacenia hirnanckiego jest po prostu błędne: krzywe atmosferycznej koncentracji CO2 uzyskane przez Bernera mają rozdzielczość 10-mln lat i w związku z tym prawdopodobnie zupełnie ignorują krótkookresowe, trwające 1 mln lat, zlodowacenie hirnanckie. Znaczenie badań Yapp i Poths (1992) jest również niepewne: badali oni Formację Neda (późny katian), pochodzącą z okresu poprzedzającego zlodowacenie hirnanckie o kilka milionów lat. Ostatnie badania wykazały, że pCO2 we wczesnym katianie, ~8 milionów lat przed zlodowaceniem hirnanckim, było poniżej 8-krotności obecnego poziomu atmosferycznego, czyli o ponad połowę mniejsze niż sugerowały wcześniejsze szacunki (Pancost i in., 2013). Tak więc koncentracja atmosferyczna CO2 podczas zlodowacenia hirnanckiego mogła być niższa niż wcześniej sądzono.

Przynajmniej kilku spośród autorów stanowiska KNG PAN znało tę przeglądówkę; na przykład prof. Leszek Marynowski z Uniwersytetu Śląskiego jest współautorem opublikowanego zaledwie kilkanaście miesięcy temu artykułu (Smolarek-Łach i in., 2019), w którym cytuje te informacje. Nie będziemy spekulować, co powstrzymało go od podzielenia się z kolegami tą wiedzą.

Zaskakujące jest to, że wnioski odnośnie przyczyn zmian klimatu w permie autorzy stanowiska KNG PAN wyciągają wyłącznie w oparciu o znaleziony w internecie wykres, i najwyraźniej nie skonfrontowali go z żadnymi publikacjami naukowymi na ten temat. Przykładowo, wystarczy zajrzeć do numeru specjalnego „Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology” z 2019 roku, poświęconego epoce lodowej późnego palezoiku, by niemal w każdym artykule znaleźć słowa o związku pomiędzy poziomem dwutlenku węgla a deglacjacją na początku permu (Qie i in, 2019). Nieco starszy artykuł przeglądowy Montañez i Poulsen (2013) tak podsumowuje opinie geologów nt. przyczyn zmian klimatu w tym okresie:

Wizja klimatu późnego paleozoiku ewoluowała: od długoterminowej stabilności do dynamicznych zmian, podczas których klimat i ekosystem reagowały na powtarzające się warunki zlodowaceniowe i interglacjalne, prawdopodobnie wymuszane zmianami koncentracji CO2. Jako ostatnie w historii przejście ze świata lądolodów do świata szklarniowego, późny paleozoik stanowi unikalną analogię dla naszego ocieplającego się świata.

Zarówno skokowa natura zlodowacenia podczas początku i końca LPIA (Late Paleozoic Ice Age – późniejsza paleozoiczna epoka lodowcowa), jak i czasowe rozmieszczenie centrów zlodowaceń sugerują progowe zachowanie, mogące wiązać się ze zmianami atmosferycznymi koncentracji CO2 i wymuszeniem orbitalnym analogicznym do tego, które miało miejsce podczas inicjacji zlodowacenia w kenozoiku. Symulacje modelami klimatu wskazują, że CO2 był podstawowym czynnikiem powodującym powstawanie i rozpad lodowców. Inne czynniki, w tym topografia, mogły mieć znaczenie lokalne.

Nie jest to zresztą pomysł nowy, już w klasycznym artykule „CO2-Forced Climate and Vegetation Instability During Late Paleozoic Deglaciation” z 2007 roku (Montañez I in., 2007) możemy przeczytać:

Późne paleozoiczne zlodowacenie jest jedynym znanym przejściem ze świata lądolodów do świata szklarniowego, jakie zaszło na pokrytej roślinnością Ziemi, jednak dynamika tej zmiany klimatu pozostaje niejasna. Wykorzystując stabilny skład izotopowy powstałych w glebach minerałów, skamieniałości roślinnych i płytkowodnych ramienionogów, oszacowaliśmy wartości ciśnienia cząstkowego dwutlenku węgla w atmosferze (pCO2) i temperatury powierzchni mórz tropikalnych podczas tego przejścia. Porównanie z zapisami lodowcowymi południowej Gondwany wskazuje, że pomiędzy uzyskanymi zmianami temperatury, stężenia CO2 i objętością lodu występowała kowariancja charakterystyczna dla sytuacji, w której zmianę klimatu wymuszała zmiana koncentracji gazów cieplarnianych. Znacząca przebudowa paleotropikalnej flory zachodniej Eurameryki nastąpiła wraz ze zmianami klimatu i stężenia CO2, ilustrując oddziaływanie czynników biotycznych związanych z dawnym, wywoływanym przez CO2 przejściem do świata trwale pozbawionego lodu.

W środowisku geologów specjalizujących się w badaniu przyczyn zmian klimatu w odległej przeszłości rola dwutlenku węgla nie jest kwestionowana, a opinia autorów stanowiska KNG PAN pozostaje, no cóż, ich opinią powstałą przy przysłowiowych „kawie i ciasteczkach”.

Zakończymy wykresem i cytatem z artykułu Mills i in., 2019, zawierającego dokładnie takie porównanie zmian klimatu oraz poziomu CO2, jakie powinno znaleźć się w stanowisku Komitetu Nauk Geologicznych: uwzględniające niepewności, różne rekonstrukcje oparte zarówno o modelowanie geochemiczne, jak i proxy paleoklimatyczne, i badające wpływ przyjętych założeń na wnioski.

Rysunek 3: Oszacowania koncentracji CO2 za pomocą proxy paleoklimatycznych: paleozoli, izotopów boru, alkenonów i aparatów szparkowych (patrz Paleoklimatologia: CO2 - jeśli nie rdzenie lodowe, to co?). Średnie oszacowania pokazane są na tle szarego pasma niepewności pomiarowych. Źródło: Mills i in., 2019.

Rysunek 4: Rekonstruowana średnia temperatura Ziemi (zakres koloru szarego) oraz temperatura wyliczona w oparciu o czułość klimatu (w znaczeniu długoterminowej czułości systemu ziemskiego, ESS) 5°C w odpowiedzi na podwojenie atmosferycznej koncentracji CO2 (kolor czarny). Źródło: Mills i in., 2019.

Jak piszą autorzy pracy:

Opracowując niezależne dane proxy średniej globalnej temperatury powierzchni i atmosferycznego stężenia CO2 dla fanerozoiku, pokazaliśmy, że uwzględniając strumień promieniowania słonecznego, długoterminowe zmiany temperatury powierzchni Ziemi w fanerozoiku mogą być wyraźnie powiązane ze zmianami efektu cieplarnianego CO2 (red.: Rys. 3 i 4). CO2 wydaje się być głównym czynnikiem wpływającym na klimat w geologicznych okresach czasu (np. Royer i in., 2004).

Zmiany klimatu ciągu ostatnich 800 tysięcy lat

Zmienność temperatur w skali setek tysięcy lat (plejstocen)

Dla ostatnich 800 tys. lat są dostępne informacje o poziomie CO2 i temperaturze oparte o analizę powietrza uwięzionego w lodzie Antarktydy (projekty EPICA i Vostok). Wartość paleotemperatur określono metodą stosunków izotopów tlenu ¹⁶O/¹⁸O. Obie wartości (CO2 oraz T°C) są silnie skorelowane, ale wzrost temperatury z reguły nieznacznie wyprzedza wzrost poziomu CO2 (Fig. 2). Od ok. 450 tys. lat miały miejsce cztery pełne cykle ocieplenia klimatu do podobnego (a nawet wyższego) poziomu temperatury, jaki jest obserwowany obecnie, i wzrostu stężenia CO2 do wartości ok. 300 ppm. Piąta analogiczna faza zaczęła się ok. 12 tys. lat temu i znajduje się na etapie maksimum temperaturowego. Amplituda zmian temperatury w plejstocenie sięgała 10°C i z pewnością nie była spowodowana działalnością człowieka. Uważa się, że przyczyną były okresowe zmiany parametrów orbitalnych Ziemi w jej obiegu wokół Słońca (tzw. cykle Milankowicza). Te obserwacje zdają się wskazywać, że wzrost poziomu CO2 w atmosferze do wartości ok. 300 ppm jest raczej skutkiem niż przyczyną wzrostu temperatury globu, co nie wyklucza sprzężenia zwrotnego: wzmacniania trendu wzrostowego temperatury przez CO2.

Niby tak, ale nie do końca, bo niemal każde zdanie zawiera jakąś nieścisłość.

Po pierwsze brakuje informacji, że na wykresie przedstawiono lokalne zmiany temperatury, rekonstruowane dla lokalizacji z której dokonano odwiertu; lokalnych wartości dotyczy odnotowana amplituda 10°C. Zmiany globalne miały amplitudę mniejszą, najnowsze oszacowania (Tierney i in., 2020) wskazują że było to około 6°C.

Po drugie, rekonstrukcja temperatury na wykresie jest oparta o analizę zawartości ciężkiego izotopu wodoru (deuteru), a nie tlenu ¹⁸O w cząsteczkach wody tworzących lądolód (Jouzel i in., 2007). Gdyby geolodzy z KNG PAN sięgnęli do artykułu opisującego te dane, zamiast opierać się o znaleziony w internecie pierwszy lepszy obrazek, zapewne nie popełniliby takiej pomyłki.

Po trzecie, choć rekonstruowane zmiany temperatury na Antarktydzie poprzedzały wzrost zawartości dwutlenku węgla w atmosferze, nie jest to prawdą w odniesieniu do średniej temperatury całego globu (patrz Mit: To ocieplenie powoduje wzrost koncentracji CO2 a nie na odwrót).

Po czwarte, poziom 300 ppm został w ciągu ostatnich 800 tysięcy lat osiągnięty tylko dwukrotnie: 335 tysięcy lat temu (i był to wtedy poziom maksymalny), oraz 108 lat temu (i był to tylko chwilowy punkt na wciąż trwającym wzroście, już do ponad 400 ppm) (Bereiter i in., 2015, Lüthi i in., 2008). O ile w pierwszym przypadku przyczyny tego były naturalne, to wzrost zawartości dwutlenku węgla mierzony od początku ery industrialnej naturalny oczywiście nie jest.

Czytaj drugą część artykułu.

Doskonale Szare, redakcja Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna prof. Szymon P. Malinowski

Opublikowano: 2020-03-02 16:40
Tagi

klimatyczne bzdury

Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.