To je že druga v peti delni seriji, ki so jo napisali strokovnjaki, predstavljena v novi Smithsonianovi razstavi Hall of Fossils - Deep Time, ki se bo odprla 8. junija v Narodnem muzeju. Celotno serijo najdete v našem posebnem poročilu Deep Time
Pred stotimi milijoni let so ogromne ledene kape pokrivale zemeljske celine od obale do obale. Le vrhovi gora planeta so stali nad ledom, ko so se ledeniki prizemljili in si drveli skozi steno in počasi vijugali proti zasneženim ravnicam. Tam, kjer so se ledeniki srečevali z oceani, so se ogromni ledeni kamni in kamnine umikali z ledenikov in se spustili v morje. Življenje, večinoma alge, cianobakterije in druge bakterije, se je nekako obdržalo v majhnih žepih oceanske vode brez ledu. Kot ledeni planet v oddaljenem osončju je tudi Zemlja v svojih formativnih letih, mladoletna faza, znana kot "snežna kepa" Zemlja, bila daleč drugačen kraj kot danes večinoma modri planet.
Dramatični premiki v podnebju Zemlje že dolgo očarajo geoznanstvenike. Geoznanstveniki preučujejo obdobja, ko se je Zemlja bistveno razlikovala od današnjega, da bi spoznali hitrost in čas podnebnih sprememb. Mističnost planeta, ki je skoraj v celoti pokrit z ledom, tako neprepoznaven za nas danes, je očitna. Nenehna dvoumnost poznavanja le dela Zemljine zgodbe - zgodbe, katere črnilo s časom vedno bolj bledi, ko se originalni geološki sloji reciklirajo, da bi nastali novi - ustvarja stalen krog novih odkritij, saj se dokazi iterativno prepletajo.
V središču razkritja skrivnosti zgodovine našega planeta je vprašanje: Kako deluje Zemlja? Fosilni zapisi kažejo na dvosmerne interakcije med življenjem in zemeljskimi sistemi. Te interakcije ureja ogljikov cikel, občutljiv stroj planetarne lestvice, ki določa podnebje Zemlje. Konec koncev moramo razumeti, kako deluje zemeljski ogljikov cikel, ceniti človekov vpliv, ki trenutno vpliva nanj: Kljub dvoumnosti preteklosti je naša trenutna usmeritev enoznačna.
Zadnjič, ko se je snežna zemlja zgodila pred 640 milijoni let, v obdobju, ki je bilo znano kot kriogenijan. Takrat se kompleksno življenje še ni razvijalo, zato je težko vedeti, kakšen del življenja je izginil pod nevsiljivim ledom. Po približno desetih milijonih let se je led začel umikati in oceane oskrboval z obilnimi hranili za življenje. Ta post-ledeni oceanski bife sovpada s prvimi dokazi fosilov za gobice, zato je morda spodbudil nastanek prvih živali. Na podlagi nekaj preostalih plasti starodavnega morskega dna znanstveniki menijo, da je bil planet skoraj v celoti zamrznjen, ne le enkrat, temveč večkrat.
Druga obdobja v zgodovini Zemlje pa so bila zelo topla. Pred petindvajsetimi milijoni let so med eocenom bujni mega-gozdovi močvirne ciprese in zore rdečega lesa zasedli to, kar je danes arktični krog, in prve živali, ki bi jih prepoznali kot sesalce, so se pojavile v zapisu fosilov. Obdobja, kot je eocen, pogosto označujejo kot "rastlinjaško" Zemljo, saj je znano, da sovpada z visokimi stopnjami ogljikovega dioksida v atmosferi.
Zemlje je podnebje večkrat kot skrajnež, ki išče kašo, ki je ravno prave temperature.
Čeprav se zamisel o prehodu med planeti, ki so pokrita z ledom ali z močvirjem, lahko sliši zastrašujoče, so se takšni veliki podnebni premiki zgodili v več deset milijonov let, kar je dalo življenju dovolj časa za razvoj novih strategij za uspeh. Ti počasni prehodi iz rastlinjaškega v ledenikovo podnebje so posledica subtilnih sprememb zemeljskega geološkega ogljikovega cikla.
V Zemljini zgodovini so vulkani neprekinjeno odvajali ogljik, shranjen globoko v Zemljini notranjosti kot odgovor na premikanje tektonskih plošč. Ogljikov dioksid (CO2) iz niza izpuščenih vulkanov se preliva v ozračje, kjer se raztopi v deževnici in pade nazaj na Zemljo. Ko se deževnica pretaka skozi tla, raztaplja kamnino in nabira kalcij. Rečni sistemi nato dovajajo kalcij in CO2 v ocean in ko se kalcijev karbonat ali apnenec obori, pogosto zahvaljujoč kalcifikacijskim organizmom, kot so koralne in mehkužce, se CO2 končno zapre.
V nekaterih pogledih je cikel ogljika nekoliko podoben ogrevanju stanovanja s pokvarjenim termostatom: Ko peč odda preveč toplote ali CO2, se lahko odprejo okna za hlajenje doma. Zaradi ogljikovega cikla povečanje aktivnosti vulkanov segreva planet, ki se uravnoteži s povečanjem kamnitih vremenskih razmer znotraj tal, s premikanjem več kalcija in CO2 v oceane, da nastane apnenec in ustvari negativne povratne informacije, ki ohranjajo atmosferske ravni CO2 enakomerne, in podaljšati, temperaturo planeta, v ček. To vlečenje med pečjo ali globalnimi emisijami CO2 ter okni ali vremensko pretrgo kamenje v veliki meri določa stanje podnebja Zemlje. V tej vulkanski vlaki je težko opaziti vulkane kot zlobne akterje; vendar je lahko neamleziranje in odzivanje skalnih vremenskih razmer znotraj tal enako zlobno.
Para in drugi plini, na primer ogljikov dioksid, iztekajo iz tal v bližini vulkana na Islandiji. Čeprav rastline zaužijejo ogljikov dioksid, se več kot milijon let časovno poveča veliko tega ogljika v ozračje, tako da so vulkani v celotni zgodovini Zemlje delovali kot neto vir atmosferskega ogljikovega dioksida. (Kate Maher) Čudežno so tla planeta večinoma precej spretna pri odpiranju in zapiranju oken, če imajo dovolj časa. V povprečju je življenjska doba molekule ogljika v sistemu oceano-atmosfera približno 300.000 let, zato na milijonih let časovno zemljo večinoma uravnotežijo odprta okna.
Kljub temu so se v zgodovini Zemlje mnogokrat zgodile podnebne katastrofe, ki pogosto sovpadajo z velikimi množičnimi izumiranji. Težko je razkriti krivca za te katastrofalne dogodke. Občasno prekomerne vulkanske emisije sumljivo sovpadajo z velikimi pretresi v ciklu ogljika.
Na koncu Permije, pred 251 milijoni let, so sibirske pasti izbruhnile na premogovnih dnuh sedanje Sibirije in sprostile toliko ogljika, da sta globalno segrevanje in zakisanje oceanov zagotovo igrala vlogo pri največjih izumrtjih morja. Na koncu permskega množičnega izumrtja je 90 odstotkov morskih vrst izumrlo, nato pa se je počasi, v milijonih let, ravnovesje ogljika ponovno vzpostavilo in življenje si je opomoglo. Življenje je bilo videti drugače kot prej, s prvim pojavom ihtiozavrov in skleralinskih koral.
Razstava Smithsonian "Fosilna dvorana - globok čas" se odpre 8. junija 2019. (Smithsonian.com) Zanimivo je zgodbo o Zemlji gledati kot na katastrofalno pretres, ki mu sledi vzpostavitev novih in vedno bolj zapletenih življenjskih oblik. To je res, toda morda bolj čudežna zgodba je, kako sta dva na videz različna akterja, vulkani, ki oddajajo CO2, in kontinuum tla-reke in oceana, ki CO2 vračajo v Zemljino notranjost, uspela ohraniti podnebje, ki ga večinoma živijo več milijard let. Ocene fosilnih tal in rastlin ter morskih nahajališč kažejo, da so bile ravni CO2 v zadnjih 600 milijonih let večinoma petkrat predindustrijske.
Za primerjavo, najbolj pesimistični scenarij Medvladnega foruma za podnebne spremembe (IPCC) kaže, da bi se lahko atmosferske ravni CO2 do leta 2100 približale 3, 5 do 5-krat predindustrijskim vrednostim, kar ni bilo od konca permanskega množičnega izumrtja. Če pogledamo to, ljudje zdaj oddajajo CO2 s hitrostjo, približno približno 68-krat večjo od hitrosti, ki jo je mogoče vrniti na trdno Zemljo prek oceanov. Trenutno ni znanega načina za povečanje prenosa ogljika po tleh in rekah za več kot nekaj odstotkov, tako da bo potrebnih sto tisoč let, da se odvečni CO2 odstrani iz sistema oceana-atmosfere. Poleg tega zaradi sprememb rabe tal in rasti prebivalstva počasi krožimo tla, reke in ekosisteme, ki skupaj prenašajo CO2 iz ozračja v oceane in sčasoma na apnenec.
Skozi leče Zemljine zgodovine je enostavno gledati na prostrane modre oceane, bujne zelene gozdove, nežne puščave in zasnežene vrhove in sklepati, da bo Zemlja poskrbela zase. Resničnost je, da Zemlja še nikoli ni videla geološkega sredstva tako hitro in neusmiljeno kot ljudje. Čeprav je Zemlja zdaj videti precej drugače kot v preteklosti, še vedno veljajo lekcije iz Zemljine zgodovine: Vročino pripeljemo veliko hitreje, kot bi Zemlja morda odprla okna.
