V historii se klima Země dramaticky měnilo i během pár let
Klima naší planety se vlivem přirozených příčin mění od pradávna. Většinou se tyto změny odehrávají v časovém měřítku tisíců let a víc, příkladem mohou být doby ledové, jejichž příchod ovlivňují dlouholeté cykly orbitálních parametrů Země. Čím dále do minulosti jdeme, tím méně přesně jsme schopni časově vymezit začátek a konec příslušné výrazné změny. Například masivní oteplení před 55 milióny let (v období starších třetihor), trvalo desítky tisíc let a bylo zřejmě způsobeno narušením uhlíkového cyklu (oběhu uhlíku v atmosféře) se současným uvolněním metanu do atmosféry (například vulkanickou činností z mořského dna, případně z tajícího permafrostu). Země tehdy byla o poznání teplejší než je nyní. Během necelých 20 tisíc let tehdy dramatické zvýšení koncentrací oxidu uhličitého a metanu vedlo k oteplení o 5 až 9 °C, tedy v kontextu změn klimatu velmi „rychlé“ oteplení. Z tohoto pohledu se současné oteplování (resp. změna klimatu), kdy během cca 150 let teplota Země vzrostla o víc než 1 °C, jeví jako mimořádně rychlé.
Rekonstrukce odchylky průměrné teploty v historii na Zemi od současných teplot - vlevé části po milionech let (1-500 milionů let), vpravé části detailněji po tisíci letech (0-1 milion let) - rok 0 je současnost - v grafu je patrné masivní oteplení před 55 milióny let (vrchol zeleně označené čáry), zdroj: commons.wikimedia.org
V minulosti nastaly ale ještě rychlejší změny. Jedna z nich po skončení poslední doby ledové. Zhruba před 12 800 lety totiž došlo k přerušení oteplování a k rychlému návratu podmínek poslední doby ledové. Jde o období označované jako mladší dryas (podle dryátky osmiplátečné, jejíž pyl se v této době velmi často objevuje v pylových záznamech ve většině Evropy).
Dryádka osmiplátečná, podle které bylo označeno období po skončení poslední doby ledové, zdroj: observation.org
Zmíněné ochlazení trvalo asi 1300 let. Na základě dostupných dat z Grónska lze konstatovat, že nástup ochlazení byl víc než dramatický – zřejmě během pouhé dekády nebo dokonce jen několika let teploty výrazně poklesly! Ve vnitrozemí Grónska bylo tehdy asi o 15 °C chladněji než dnes. Průměrná teplota ve Velké Británii klesla na -5 °C (!), jak vyplývá z fosilních nálezů hmyzu. V podstatě to odpovídá situaci, kdybychom dnes Británii přesunuli za polární kruh. To vedlo k opětovnému rozšíření horských ledovců, a i v nížinách panovaly velmi studené podmínky.
Je ale nutné zdůraznit, že takto dramatické ochlazení se neprojevilo na celém světě stejně. Nejvýrazněji se v tomto období ochladilo v západní Evropě a Grónsku, částečně i na severovýchodě severní Ameriky. V tropickém Atlantiku se nejspíš ochladilo už o několik stovek let dříve, zatímco na jižní polokouli, především v Austrálii, na Novém Zélandu a v Antarktidě pokračovalo oteplování a tání ledovců. Poměrně rychlé bylo ale také oteplení po skončení studeného období – jak vyplývá z ledovcových vrtů z Grónska, trvalo zřejmě jen 40 až 50 let (navíc ve 3 krocích, každý s délkou trvání kolem 5 let), než se teplota vrátila nad úroveň před počátkem ochlazení.
Rekonstrukce teploty vzduchu (levá osa) a akumulace sněhu v metrech za rok (pravá osa) z ledovcového vrtu ve středním Grónsku za posledních 20 tisíc let (vpravo rok 2000) - patrné jsou výrazné výkyvy před 15 až 10 tisíci lety, zdroj: klimatickazmena.cz a NOAA
Co bylo vlastně příčinou takto prudkého poklesu teplot? Najít odpověď není úplně jednoduché. Převažuje ale vysvětlení související s dramatickým zeslabením tzv. termohalinní cirkulace v Atlantiku. Jde o systém oceánské cirkulace podmíněný rozdíly v hustotě vody. Hustota narůstá, pokud klesá její teplota a/nebo roste její salinita. Pohyb vody v rámci termohalinní cirkulace je podstatně pomalejší než systém povrchových oceánských proudů, ale vzhledem k velkému objemu přenášené vody je významným výměníkem tepla. Před zhruba 12 800 lety došlo ke zhroucení okrajů ledovcového jezera Agassiz v severní Americe (leželo severozápadně od dnešních Velkých jezer, dnes se zde nachází Winnipežské jezero). Ohromné množství sladké vody (s dramaticky rozdílnou hustotou oproti mořské vodě) se během krátké doby vylilo do Severního ledového oceánu, odkud se dostalo i do severního Atlantiku (Nature.com), což zřejmě vedlo k prudkému zhroucení termohalinní cirkulace, a následně i k podstatnému zpomalení Golfského proudu. Přispět mohlo i kolísání tryskového proudění (kvůli měnícímu se povrchu severní Ameriky při tání pevninských ledovců) vedoucí k vyšším srážkám právě nad severním Atlantikem.
Severní Amerika před nástupem chladného období mladšího dryasu. Bíle je označena plocha ustupujícího kontinentálního ledovce. Při jeho okrajích se vytvořila rozsáhlá jezera (Agassiz je přibližně uprostřed mapy), která se zhroutila a jejich voda rychle odtekla do okolních oceánů, zdroj: nature.com
Také následné rychlé oteplení opět nejspíše souviselo s oceány – jejich hlubší vrstvy byly o několik stupňů teplejší, než vrstvy blíže povrchu (což souviselo s větší slaností hlubších vrstev vody, která navíc zřejmě pocházela z jižní polokoule). Toto teplo následně vedlo k oživení termohalinní cirkulace v Atlantiku a ohřátí vzduchu (Nature.com).
Zmíněný příklad ukazuje, že náš klimatický systém se může měnit dramaticky rychle, přičemž ne vždy jsme schopni přesně určit, co za tím stojí, případně co to znamená pro budoucí vývoj. Lze ale konstatovat, že případné velmi rychlé tání grónského ledovcového štítu by pro oblast severního Atlantiku mělo velké a dramatické dopady. Současně se ukazuje, že po překročení bodu zlomu (ke kterému může dojít kvůli zvyšování teploty v důsledku rostoucí koncentrace skleníkových plynů vlivem lidské činnosti), může být změna klimatu natolik rychlá, že bude jen velmi obtížné až nemožné se jí přizpůsobit.
Na závěr dodejme, že klima se samozřejmě vlivem katastrof jako je pád obřího meteoritu může drasticky změnit i během minut. K těmto událostem ovšem dochází jen v řádech milionů let.
Rekonstrukce odchylky průměrné teploty v historii na Zemi od současných teplot - vlevé části po milionech let (1-500 milionů let), vpravé části detailněji po tisíci letech (0-1 milion let) - rok 0 je současnost - v grafu je patrné masivní oteplení před 55 milióny let (vrchol zeleně označené čáry), zdroj: commons.wikimedia.org
V minulosti nastaly ale ještě rychlejší změny. Jedna z nich po skončení poslední doby ledové. Zhruba před 12 800 lety totiž došlo k přerušení oteplování a k rychlému návratu podmínek poslední doby ledové. Jde o období označované jako mladší dryas (podle dryátky osmiplátečné, jejíž pyl se v této době velmi často objevuje v pylových záznamech ve většině Evropy).
Dryádka osmiplátečná, podle které bylo označeno období po skončení poslední doby ledové, zdroj: observation.org
Zmíněné ochlazení trvalo asi 1300 let. Na základě dostupných dat z Grónska lze konstatovat, že nástup ochlazení byl víc než dramatický – zřejmě během pouhé dekády nebo dokonce jen několika let teploty výrazně poklesly! Ve vnitrozemí Grónska bylo tehdy asi o 15 °C chladněji než dnes. Průměrná teplota ve Velké Británii klesla na -5 °C (!), jak vyplývá z fosilních nálezů hmyzu. V podstatě to odpovídá situaci, kdybychom dnes Británii přesunuli za polární kruh. To vedlo k opětovnému rozšíření horských ledovců, a i v nížinách panovaly velmi studené podmínky.
Je ale nutné zdůraznit, že takto dramatické ochlazení se neprojevilo na celém světě stejně. Nejvýrazněji se v tomto období ochladilo v západní Evropě a Grónsku, částečně i na severovýchodě severní Ameriky. V tropickém Atlantiku se nejspíš ochladilo už o několik stovek let dříve, zatímco na jižní polokouli, především v Austrálii, na Novém Zélandu a v Antarktidě pokračovalo oteplování a tání ledovců. Poměrně rychlé bylo ale také oteplení po skončení studeného období – jak vyplývá z ledovcových vrtů z Grónska, trvalo zřejmě jen 40 až 50 let (navíc ve 3 krocích, každý s délkou trvání kolem 5 let), než se teplota vrátila nad úroveň před počátkem ochlazení.
Rekonstrukce teploty vzduchu (levá osa) a akumulace sněhu v metrech za rok (pravá osa) z ledovcového vrtu ve středním Grónsku za posledních 20 tisíc let (vpravo rok 2000) - patrné jsou výrazné výkyvy před 15 až 10 tisíci lety, zdroj: klimatickazmena.cz a NOAA
Co bylo vlastně příčinou takto prudkého poklesu teplot? Najít odpověď není úplně jednoduché. Převažuje ale vysvětlení související s dramatickým zeslabením tzv. termohalinní cirkulace v Atlantiku. Jde o systém oceánské cirkulace podmíněný rozdíly v hustotě vody. Hustota narůstá, pokud klesá její teplota a/nebo roste její salinita. Pohyb vody v rámci termohalinní cirkulace je podstatně pomalejší než systém povrchových oceánských proudů, ale vzhledem k velkému objemu přenášené vody je významným výměníkem tepla. Před zhruba 12 800 lety došlo ke zhroucení okrajů ledovcového jezera Agassiz v severní Americe (leželo severozápadně od dnešních Velkých jezer, dnes se zde nachází Winnipežské jezero). Ohromné množství sladké vody (s dramaticky rozdílnou hustotou oproti mořské vodě) se během krátké doby vylilo do Severního ledového oceánu, odkud se dostalo i do severního Atlantiku (Nature.com), což zřejmě vedlo k prudkému zhroucení termohalinní cirkulace, a následně i k podstatnému zpomalení Golfského proudu. Přispět mohlo i kolísání tryskového proudění (kvůli měnícímu se povrchu severní Ameriky při tání pevninských ledovců) vedoucí k vyšším srážkám právě nad severním Atlantikem.
Severní Amerika před nástupem chladného období mladšího dryasu. Bíle je označena plocha ustupujícího kontinentálního ledovce. Při jeho okrajích se vytvořila rozsáhlá jezera (Agassiz je přibližně uprostřed mapy), která se zhroutila a jejich voda rychle odtekla do okolních oceánů, zdroj: nature.com
Také následné rychlé oteplení opět nejspíše souviselo s oceány – jejich hlubší vrstvy byly o několik stupňů teplejší, než vrstvy blíže povrchu (což souviselo s větší slaností hlubších vrstev vody, která navíc zřejmě pocházela z jižní polokoule). Toto teplo následně vedlo k oživení termohalinní cirkulace v Atlantiku a ohřátí vzduchu (Nature.com).
Zmíněný příklad ukazuje, že náš klimatický systém se může měnit dramaticky rychle, přičemž ne vždy jsme schopni přesně určit, co za tím stojí, případně co to znamená pro budoucí vývoj. Lze ale konstatovat, že případné velmi rychlé tání grónského ledovcového štítu by pro oblast severního Atlantiku mělo velké a dramatické dopady. Současně se ukazuje, že po překročení bodu zlomu (ke kterému může dojít kvůli zvyšování teploty v důsledku rostoucí koncentrace skleníkových plynů vlivem lidské činnosti), může být změna klimatu natolik rychlá, že bude jen velmi obtížné až nemožné se jí přizpůsobit.
Na závěr dodejme, že klima se samozřejmě vlivem katastrof jako je pád obřího meteoritu může drasticky změnit i během minut. K těmto událostem ovšem dochází jen v řádech milionů let.
