پژوهش مشترک مؤسسه اسمیتسونین و دانشگاه آریزونا جزئی‌ترین نمودار تغییرات دمای سطح زمین در ۴۸۵ میلیون سال قبل را مشخص می کند.

در یک مقاله تازه‌منتشرشده در ژورنال Science، دانشمندان یک نمودار از میانگین دمای سطح جهانی (GMST) در طول دوره‌ای زیاد طویل پیدا کرده‌اند. این نمودار مشخص می کند که تغییرات دمای زمین در عصر پیدازیستی یا فانِروزوئیک، که در آن گونه‌های گوناگون حیات پدیدار شدند، زیاد زیاد تر از چیزی بوده است که پیش از این فکر می‌شد.

دانشمندان از یک روش به نام «ادغام داده‌ها» منفعت گیری کردند. در این روش، که ابتدا برای پیش‌بینی آب‌وهوا گسترش اشکار کرده می بود، داده‌ها از منبع های گوناگون، همانند شواهد زمین‌شناخی و مدل‌های اقلیم، ترکیب خواهد شد تا فهمی بهتر از اقلیم‌های زیاد دور به‌دست آید.

در هیچ دوره‌ای در دو میلیون سال قبل، چیزی همانند به اقلیمی که برای سال‌های ۲۱۰۰ تا ۲۵۰۰ پیش‌بینی می‌شود اشکار نمی‌کنیم. به همین علت دانشمندان زیاد عقب‌تر رفته‌اند تا بتوانند بفهمند اقلیم زمین در آینده چطور تحول خواهد کرد.

تغییرات دمای زمین در دوره فانروزوئیک

این نمودار تازه آشکار می‌کند که تغییرات دما در فانروزوئیک زیاد شدید بوده‌اند. در طول میلیون‌ها سال، GMST از ۱۱ تا ۳۶ درجه سلسیوس متغیر می بود. دوره‌های گرمای شدید زیاد تر با افزایش سطح گاز گلخانه‌ای دی‌اکسیدکربن در اتمسفر پیوند داشتند.

این مشخص می کند که دی‌اکسیدکربن تنظیم‌کننده مهم دمای زمین در مقیاس زمین‌شناختی است. زیاد ساده، هنگامی CO_۲ کم است، دما پایین است؛ و هنگامی CO_۲ بالا می‌رود، دما نیز گرم‌تر می‌شود.

این داده‌ها این چنین نشان خواهند داد که GMST جاری که ۱۵ درجه سلسیوس است، نسبت به قسمت عمده‌ای از فانروزوئیک خنک‌تر است. اما انتشار کردن گازهای گلخانه‌ای توسط انسان‌ها سیاره ما را اکنون با نرخی سریع تر از سریع‌ترین وقایع گرمایش فانروزوئیک گرم می‌کند.

شدت تغییرات دمای زمین، تعداد بسیاری از گونه‌ها و اکوسیستم‌ها را در سراسر زمین تهدید می‌کند و جهت افزایش سریع سطح آب دریا می‌شود. دیگر دوره‌های تحول اقلیم سریع در فانروزوئیک جهت انقراض‌های جمعی شده بودند.

تهیه GMST

این تحقیق بخشی از یک گالری در موزه اسمیتسونین است که تلاش برای ساخت آن از سال ۲۰۱۸ اغاز شد. در این گالری، با نام «تالار فسیل‌های دیوید اچ. کوک—زمان عمیق»، فسیل‌ها بر پایه تحول اقلیم زمین در نیم میلیارد سال قبل به نمایش درمی‌آیند.

مسئولان موزه می‌خواستند نموداری تهیه کنند تا GMST را در طول فانروزوئیک، که از ۵۴۰ میلیون سال پیش اغاز شده و تا امروز ادامه دارد، به بازدیدکنندگان موزه نشان دهد. اما این چنین نموداری وجود نداشت؛ بخشی به این علت که شواهد فسیلی اساساً مدام نیستند.

فسیل‌ها سرنخ‌هایی از دماهای باستانی در خود دارند. برای مثال، شیمی پوسته‌های فسیل‌شده دمای اقیانوس‌ها در قبل‌های دور را نشان خواهند داد. اما این‌ها تنها لحظه‌هایی کوچک را در یک منطقه محدود ثبت کرده‌اند. این کار تعیین دماهای قبل در مقیاس جهانی را دشوار می‌کند.

به همین علت، پژوهشگران از روش ادغام داده‌ها منفعت گیری کردند. متخصصان آب‌وهوا از این روش منفعت گیری می‌کنند تا با عوامل مختلفی نظیر دما، رطوبت و شدت باد و ترکیب آن‌ها با مدل‌های آب‌وهوایی، پیش‌بینی‌های دقیق‌تری اراعه دهند.

به همین ترتیب، دانشمندان پژوهش حاضر بیشتر از ۱۵۰٬۰۰۰ نقطه داده‌ای از آرشیوهای زمین‌شیمیایی گوناگون جمع آوری کردند. این داده‌ها شامل دماهای اقیانوسی باستانی می بود که از پوسته‌های فسیل‌شده و دیگر مواد باستانی اقیانوسی به دست آمده بودند.

گروهی دیگر از همین دانشمندان بیشتر از ۸۵۰ مدل همانند‌سازی اقلیم زمین در دوره‌های گوناگون قبل بر پایه موقعیت قاره‌ها و ترکیب اتمسفر تهیه کردند. دانشمندان توانستند با ترکیب این دو خط شواهد به یک نمودار دقیق‌تر از تغییرات دمای زمین در ۴۸۵ میلیون سال قبل برسند.