Ez a második a szakértők által írt öt részből álló sorozatban, amelyet a Smithsonian új fosszilis csarnokában mutatnak be - a Deep Time kiállítást, amely június 8-án nyílik meg a Nemzeti Természettudományi Múzeumban. A teljes sorozat megtalálható a Deep Time különjelentésünkben
Több száz millió évvel ezelőtt hatalmas jégsapkák borították a Föld kontinenseit a parttól a partig. Csak a bolygó hegyeinek csúcsa állt a jég fölött, miközben a gleccserek földet érkeztek, és az alapkőzeten keresztül összetörték az utat, lassan a hóval borított síkság felé fordulva. Ahol a gleccserek találkoztak az óceánokkal, hatalmas jég- és kőtömbök ellődtek a gleccserekből és beleestek a tengerbe. Az élet, többnyire algák, cianobaktériumok és más baktériumok, valahogy fennmaradt az óceánvíz kis jégmentes zsebében. Mint a jeges bolygó a távoli Naprendszerben, a Föld a fejlődő éveiben, a „hógolyó” Földnek nevezett fiatalkori szakaszban, sokkal más hely volt, mint a manapság leginkább kék bolygó.
A Föld éghajlatának drámai változásai már régóta lenyűgözték a geofizikákat. A földtudomány kutatói azon időszakokat tanulmányozták, amikor a Föld alapvetően különbözött a mai naptól, hogy megismerjék az éghajlatváltozás ütemét és időzítését. A szinte teljes jéggel borított bolygó misztikája nyilvánvaló, ma napjainkban felismerhetetlen. A Föld történetének csak egy részének ismeretének szüntelen kétértelműsége - egy olyan történet, amelynek tinta az idő múlásával egyre inkább elhalványul, amikor az eredeti geológiai rétegeket újrahasznosítva újrahasznosítják - folyamatos új felfedezési ciklust hoz létre, mivel a bizonyítékokat iteratívan szövötték össze.
Bolygónk története rejtélyének feltárásakor a kérdés: Hogyan működik a Föld? A fosszilis rekordok az élet és a Föld rendszerek közötti kétirányú kölcsönhatásokra mutatnak. Ezeket a kölcsönhatásokat a szénciklus szabályozza, egy finom bolygóméretű gép, amely meghatározza a Föld éghajlatát. Végül, hogy megértsük, hogyan működik a Föld szénciklusa, fel kell mérnünk azt a jelenleg befolyásoló emberi hatást: A múlt kétértelműsége ellenére a jelenlegi pályánk egyedülálló.
A hógolyó földje utoljára 640 millió évvel ezelőtt történt, egy kriogén idő alatt ismert időszakban. Abban az időben a bonyolult élet még nem alakult ki, így nehéz megérteni, hogy az élet hány része vesztette életét a megsérthetetlen jég alatt. Körülbelül tízmillió év elteltével a jég visszavonulni kezdett, óceánokat bőséges tápanyagokkal ellátva az élet számára. Ez a jég utáni óceáni büfé egybeesik a szivacsokra vonatkozó első fosszilis bizonyítékokkal, így elősegítette az első állatok megjelenését. Az ősi tengerfenék néhány megmaradt rétege alapján a tudósok úgy gondolják, hogy a bolygó szinte teljes egészében fagyott volt, nem csupán egyszer, hanem többször is a korai éveiben.
Ezzel szemben a Föld története során a többi időszak rendkívül meleg volt. Ötvenkettő évvel ezelőtt, az eocén alatt, a mocsári ciprus és a hajnalos fenyves buja megaerdője elfoglalta a mai sarkkört, és az első állatok, amelyeket emlősként ismernünk fel, megjelentek a fosszilis nyilvántartásban. Az olyan időszakokat, mint az eocén, gyakran „üvegház” földnek nevezik, mivel ismert, hogy egybeesnek a légköri szén-dioxid magas szintjével.
Ahogyan a Goldilocks a megfelelő hőmérsékletű zabkását kereste, a Föld éghajlata ismételten mintát vett a szélsőségektől.
Bár a jéggel borított vagy mocsárral fertőzött bolygók közötti váltás félelmetesnek tűnik, az éghajlatváltozás tízmillió év alatt történt, és az élet sok evolúciós időt biztosít az új stratégiák kidolgozásához. Az üvegházhatást okozó jégház éghajlatának lassú átmenete a Föld geológiai szénciklusának apró változásainak eredménye.
A Föld története során a vulkánok folyamatosan szellőztettek a Föld belsejében mélyen tárolt szént, válaszul a eltolódó tektonikus lemezekre. A szédülő vulkánok sorozatából származó szén-dioxid (CO2) a légkörbe árad, ahol az feloszlik az esővízben és visszaesik a Földre. Amint az esővíz a talajon keresztül kiszivárog, feloldja a kőzetet, és az út során felveszi a kalciumot. A folyami rendszerek ezután szállítják a kalciumot és a CO2-t az óceánhoz, és amikor a kalcium-karbonát vagy mészkő kicsapódik, gyakran olyan meszesedő szervezeteknek köszönhetően, mint a korallok és puhatestűek, a CO2 végül elzáródik.
Bizonyos értelemben a szénciklus kicsit olyan, mint egy ház melegítése törött termosztáttal: Ha a kemence túl sok hőt vagy CO2-t bocsát ki, ablakokat lehet kinyitni a ház hűtéséhez. A szénciklus szempontjából a vulkánok aktivitásának növekedése melegíti a bolygót, amelyet kiegyenlít a talajokon belüli kőzetjárási viszonyok növekedése, több kalcium és széndioxid eljuttatása az óceánokba, hogy mészkövet képezzen, és negatív visszacsatolást eredményez, amely folyamatosan tartja a légköri CO2 szintet., és kiterjesztve a bolygó hőmérsékletét, ellenőrzés alatt. Ez a kemence vagy a globális CO2-kibocsátás, valamint az ablakok vagy a sziklák időjárása közötti háború nagyrészt meghatározza a Föld éghajlati állapotát. Könnyű látni a vulkánokat, mint a háború elhúzódó félelmetes szereplőit; ugyanakkor a talajban zajló széltelen és nem reagáló kőzetviszonyok ugyanolyan gazdagok lehetnek.
Gőz és más gázok, például szén-dioxid, kiszivárog a földről egy izlandi vulkán közelében. Annak ellenére, hogy a növények felveszik a szén-dioxidot, a szén több mint millió éves időtartamán belül kerül vissza a légkörbe, úgy, hogy a vulkánok a Föld története során a légköri szén-dioxid nettó forrásaként működtek. (Kate Maher) Csodálatos módon a bolygó talaja többnyire meglehetősen alkalmas az ablakok kinyitására és bezárására, ha elegendő idő áll rendelkezésre. A szén-molekula élettartama az óceán-légkör rendszerében átlagosan körülbelül 300 000 év, tehát millióéves időarányban a Földet leginkább a nyitott ablakok kiegyensúlyozzák.
Ennek ellenére az éghajlati katasztrófák sokszor előfordultak a Föld története során, gyakran egybeesnek a nagy tömegpusztításokkal. Nehéz felfedezni a katasztrofális események mögött rejlő tettet. Időnként a túlzott vulkáni kibocsátások gyanúsan egybeesnek a szénciklus jelentős forradalmaival.
A permiai végén, 251 millió évvel ezelőtt, a szibériai csapdák kitörtek a mai Szibéria szénágyaiba, annyira széndioxidot bocsátva ki, hogy a globális felmelegedés és az óceán savasodása minden bizonnyal szerepet játszott a legnagyobb tengeri kihalásokban. A permi tömegpusztítás végén a tengeri fajok 90% -a kihalt, majd millió év alatt lassan helyreállt a szén-egyensúly és helyreállt az élet. Az élet másként nézett ki, mint korábban, az ichtiozauruszok és a scleractinian korallok első megjelenésekor.
A Smithsonian „Fosszilis terem - mély idő” kiállítása 2019. június 8-án nyílik meg (Smithsonian.com) Csábító a Föld történetét katasztrofális felfordulás egyikének tekinteni, amelyet új és egyre összetettebb életformák létrehozása követ. Ez igaz, de talán egy csodálatosabb történet az, hogy két látszólag eltérő színész, a szén-dioxid-kibocsátó vulkánok és a talaj-folyó-óceán kontinuum, amely visszajuttatja a szén-dioxidot a Föld belsejébe, sikerült a Föld éghajlatát többnyire milliárd évig életképesnek tartani. A fosszilis talajokból és növényekből, valamint a tengeri lerakódásokból származó becslések arra utalnak, hogy legalább az elmúlt 600 millió évben a légköri CO2-szintek többnyire ötszörösére estek az iparosodást megelőző szintre.
Összehasonlításképpen: az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület (IPCC) által előterjesztett leg pesszimistabb forgatókönyv szerint a légköri CO2-szint 2100-ra megközelítheti az iparosodás előtti értékek 3, 5–5-ös szintjét, és ezt a szintet a permi végső tömegpusztulás óta nem látták. A perspektíva szempontjából az emberek most olyan széndioxid-kibocsátással bocsátanak ki, amely körülbelül 68-szorosa annak, hogy az óceánokon keresztül visszajuthasson a szilárd földre. Jelenleg nincs ismert módszer a talajok és folyók szén transzferének néhány százaléknál nagyobb növelésére, oly módon, hogy több száz ezer évre lesz szükség a CO2 felesleges mennyiségének eltávolításához az óceán-légkör rendszeréből. Ezenkívül a földhasználat változásai és a népesség növekedése miatt lassan rövidzárlatot képezünk a talajok, folyók és ökoszisztémák között, amelyek együttesen működnek annak érdekében, hogy a szén-dioxidot a légkörből az óceánokba és végül a mészkőbe továbbítsák.
Könnyű kinézni a hatalmas kék óceánokon, a buja zöld erdőkön, a finom sivatagokban és a hóval borított csúcsokon a Föld története lencséjén keresztül, és arra a következtetésre jutni, hogy a Föld gondoskodik önmagáról. A valóság az, hogy a Föld még soha nem látott olyan geológiai ágenst olyan gyorsan és könyörtelenül, mint az emberek. Bár a Föld sokkal másképp néz ki, mint a múltban, a Földtörténelem tanulságai továbbra is érvényesek: Sokkal gyorsabban fordítottuk fel a hőt, mint ahogy a Föld esetleg kinyithatja az ablakokat.
