ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                       კლიმატის ცვლილება

გამოსახულია არქტიკაში არსებული ყინულის ცვლილება (წლების მიხედვით)

 დედამიწის კლიმატური რხევა, რომელიც ვლინდებოდა ან ვლინდება დედამიწის ზედაპირის სხვადასხვა რეგიონსა თუ რაიონში. წარსულში გლობალური კლიმატური ცვლილებები შეეხო დედამიწის ხმელეთის დიდ უბნებს; ცვლილებები თანადროულ დროშიც გრძელდება. დედამიწის კლიმატური ისტორია მეტად მრავალფეროვანია და მოიცავს ასობით მილიონ წელს.

კლიმატის ცვლილებებთან დაკავშირებულ საკითხებს სწავლობს მეცნიერების სპეციფიკური დარგი — პალეოკლიმატოლოგია.

                                                                        

კლიმატის ცვლილებების ფაქტორები

დედამიწის ყველაზე პირველი ევოლუციური ეტაპების დროს, მისი წარმოშობის დასრულებისა და ბირთვის ფორმირების შემდეგ, მოხდა მაგმატიზმის აქტიური გამოვლინება და ნაწილობრივ ვულკანიზმის გაღვივება, რასაც მოჰყვა მანტიის დეგაზაცია და ატმოსფეროსა და ჰიდროსფეროს ფორმირება.

არქეულში მსოფლიო ოკეანე, როგორც ჩანს, დედამიწას ფარავდა ან მთლიანად, ან უდიდეს ნაწილში მაინც. ატმოსფერო თავის ევოლუციის პირველ სტადიაზე მეთანისგან შედგებოდა, CH4, H2, N2, NH დამატებებით; იმ დროს ჟანგბადს ატმოსფერო არ შეიცავდა. არქეულში გამყინვარების ფართო გავრცელების ნიშნები არ შეიმჩნეოდა. დედამიწის კლიმატი ზონალურობით ხასიათდებოდა და იმდროინდელი ჰავა თბილი იყო.

გვიანდელ არქეულში (2,7 - 2,9 მლრდ. წლის წინ) პირველად გაჩნდა მიკროსკოპული ერთუჯრედიანი წყალმცენარეები, რომლებსაც შეეძლოთ განეხორციელებინათ ჟანგბადისაგან გამოყოფილი თავისუფალი წყლების შედეგად შექმნილი ორგანული ნივთიერებების ფიტოსინთეზი. ჟანგბადი აჟანგებდა ამიაკსა და აზოტს. შედეგად, გვიანდელ პროტეროზოურში (2,6-1,95 მლრდ. წლის წინ) დაიწყო ატმოსფეროს ევოლუციის მეორე სტადია. ამ დროს ატმოსფეროს ძირითადი კომპონენტი ხდება აზოტი N2, ხოლო მეტად მნიშვნელოვანი ნაზავი გახდა CO2 და Ar.

დაახლ. 1,8 მლრდ. წლის წინ დაიწყო ჟანგბადის სწრაფი განვითარება, რასაც მოჰყვა ატმოსფეროში მისი შენაზავების მომატება. ამ სტადიიდან დაწყებული იწყება ატმოსფეროს განვითარების მესამე სტადია. ამ დროიდან მოყოლებული ატმოსფეროში იზრდებოდა ჟანგბადის პარციალური წნევა და უახლოვდებოდა იგი თანამედროვე მნიშნველობას. არქეულში გაბატონებული თბილი კლიმატი იცვლება შედარებით ცივი კლიმატით.

ქვედა პროტეროზოურში შესაძლოა მოხდა გამყინვარებაც, თუმცა მისი გავრცელების შესახებ ცნობები ჯერჯერობით არ მოიპოვება.

გეოლოგიური ისტორიის ხანგრძლივი დროის მანძილზე (დაახლოებით 2,1 და 1,0 მლრდ. წლის წინ) დედამიწაზე გამყინვარებას ადგილის არ ქონია, რაც გვაფიქრებინებს, რომ იმ დროს კლიმატი თბილი იყო. გვიანდელ პროტეროზოულში აღინიშნება გამყინვარების კვალი, რომელიც სამ სტადიად იყოფა. გამყინვარების გამომწვევი მიზეზი კი გლობალური დათბობა იყო.

იხ. ვიდეო კლიმატური ცვლილება (გლობალური დათბობა) 2020 წელი კორონავირუსთან ერთად იქცა ყველაზე ცხელ წლად ჩვენი ისტორიის მანძილზე.

სანდრო ცაგარელი გაგაცნობთ, რატომ შეიძლება განადგურდეს ჩვენი ცივილიზაცია საშუალო ტემპერატურის სულ რაღაც 1 გრადუსით მომატების შემთხვევაში. როგორია დედამიწის მომავლის პროგნოზი - დიდი გამყინვარება თუ დიდი დათბობა. რა უნდა გავაკეთოთ კლიმატის ცვლილების შესაჩერებლად და რამდენი ერთეული წელი დაგვრჩა ამისთვის.

პალეოზოურის დასაწყისი (570 მლნ. წლის წინ) თბილი კლიმატით ხასიათდებოდა. ხმელეთის ძირითადი მასები თავმოყრილი იყო ტროპიკულ და ზომიერ განედებში; სამხრეთ და განსაკუთრებით ჩრდილოეთ პოლუსი ოკეანით იყო დაფარული, რაც როგორც ჩანს, ყინულის წარმოქმნას ხელს უშლიდა. კლიმატის აცივება, რომელმაც გამოიწვია მასიური გამყინვარება, დაფიქსირებულია დაახლოებით 450 მლნ. წლის წინ (გვიანდელ ორდოვიციულში). ამ დროისათვის ხმელეთის ზედაპირზე მოხდა კონტინენტური ფილაქნების მნიშვნელოვანი გადაადგილებები.

გვიანდელ ორდოვიციულში სამხრეთ პოლუსი იმყოფებოდა თანამედროვე საჰარის ტერიტორიაზე. აქვე განვითარდა დიდი სისქის გამყინვარება, რომლის მყინვართა ფარები სისქეში 2 კმ-ს აღწევდა. გამყინვარება საგრძნობლად ასიმეტრიული იყო და მოიცავდა სამხრეთ ნახევარსფეროს ტერიტორიას და განთავსებული იყო გონდვანაზე.

                                                                

CO2-ის ვარიაცია უკანასკნალელი 450,000

სილურულ ეპოქაში (440 მლნ. წლის წინ) დედამიწის საშუალო ტემპერატურამ საგრძნობლად მოიმატა და მიუახლოვდა 20° გრადუსს, რაც თანამედროვე საშუალო ტემპერატურას 5 გრადუსით აღემატება. კლიმატი თბილი იყო. დათბობა მიმდინარეობდა დევონურ პერიოდშიც (ე.ი. 400-იდან 350 მლნ. წლის წინ). ამ ეპოქაში დედამიწის საშუალო ტემპერატურამ 25° გრადუსს მიაღწია (ე.ი. დღევანდელ ტემპერატურასთან შეადარებით 10° გრადუსით გაიზარდა). ბევრ რაიონში ფართოდ განვითარდა მცენარეული საფარი, კლიმატმა მიიღო ტროპიკული ხასიათი. ასეთივე პირობები შენარჩუდა ადრინდელ კარბონულშიც: პლანეტაზე გაბატონებული იყო ნოტიო ტროპიკული კლიმატი, დედამიწის საშუალო ტემპერატურა ისევ 25° გრადუსს ეთანასწორებოდა.

კარბონულში ხდებოდა თანდათანობითი აცივება. ხმელეთის ჰავას თითქმის ყველა სარტყელში მაღალი ტენიანობა ახასიათებდა, რაც ხელს უწყობდა ტყისა და ჭაობის მცენარეულობის ფართოდ გავრცელებას ყველა კონტინენტზე და ქმნიდა ტორფისა და ქვანახშირის უმდიდრესი საბადოების წარმოქმნის პირობებს.

პერმული პერიოდის შუაში მოხდა ხმელეთის დიდი მასივების გაერთიანება, სახელდობრ: გონდვანა, ანგარია და ლავრაზია ერთიანდება ერთ სუპერკონტიენტად, რომელსაც პანგეა ეწოდება.

დაახლოებით 280 მილიონი წლის წინ გამყინვარებამ მიაღწია მაქსიმალურ სტადიას. დედამიწის საშუალო ტემპერატურა პერმის დასაწყისში ეცემა 8° გრადუსამდე. ღრმა აცივებამ დიდი გავლენა მოახდინა დედამიწის ფლორასა და ფაუნაზე. პერმული პერიოდის ბოლოს ამოწყდა დიდი რაოდენობით მცენარეულობაც.

კლიმატის ცვლილება მეზოზოურში

ტრიასული პერიოდის დასაწყისში (230 მლნ. წლის წინ) ხმელეთის ძირითადი მასივები გაერთიანებული იყო ერთ მთლიან სუპერკონტინენტში (პანგეაში), რომლის ჩრდილოეთით — ლავრაზია, ხოლო სამხრეთით — გონდვანა გარშემოტყმული იყვნენ ტეთისით. საბოლოოდ იურულ პერიოდში პანგეამ დაშლა დაიწყო.

ტრიასული პერიოდის განმავლობაში მიმდინარეობდა კლიმატის თანდათანობითი დათბობა. დათბობა გრძელდება იურულ ეპოქაშიც. ამ დროისათვის დედამიწის საშუალო ტემპერატურა ისევ მაღალი რჩებოდა და უდრიდა 24,5° გრადუსს. იურულში კლიმატი არსებითად ზონალურობით ხასიათდება და ამასთანავე სამხრეთ და ჩრდილოეთ ნახევარსფეროების საშუალო განედებში ადგილი აქვს ტემპერატურის სეზონურ რყევას. იურულში მასიური გამყინვარება არ ფიქსირდება.

ცარცულ პერიოდში (135 მლნ. წლის წინ) კლიმატური ოპტიმუმი გრძელდება, დედამიწის საშუალო ტემპერატურა ინარჩუნებს 25° გრადუსს. ცარცულში დასავლეთ ევროპაში საშუალო წლიური ტემპერატურა უდრიდა 18°-22° გრადუსს. თუმცა ცარცული პერიოდის განმავლობაში შეიმჩნევა ტემპერატურული ციკლი 5° გრადუსის ამპლიტუდით. ამ ციკლის განმავლობაში ტემპერატურა იცვლება 21°-16° გრადუსს შორის. ამრიგად ცარცული პერიოდი უფრო თბილი აღმოჩნდა ვიდრე თანადროული პერიოდი.

ცარცული პერიოდის ბოლოს წარმოებდა ზღვისა და ხმელეთის დიადი ფაუნისტურ-ფლორისტული სახეობების ამოწყდომა. სავარაუდოდ, მასიური კატასტროფის მიზეზი გახდა მოკლევადიანი უეცარი დათბობა, რამაც ნაადრევად გამოიწვია სახეობების განადგურება. ცარცული პერიოდის ბოლოს ისევ გაძლიერდა გლობალური დათბობა და იმდროინდელმა ტემპერატურამ ამჟამინდელს 7°-10° გრადუსით გადააჭარბა.

საბოლოოდ მეზოზოურ და კაინოზოურ ერებს შორის დედამიწის კლიმატი გამოირჩეოდა რბილი, თბილი და ნოტიო ჰავით. პოლარულ მხარეებში ყინული არ ფიქსირდებოდა, კონტრასტი ეკვატორსა და პოლუსს შორის 15°-16° გრადუსს აღწევდა.

კლიმატის ცვლილება კაინოზოურში

მყინვარული ეპოქის კლიმატის ცვლილება

კაინოზოური ერა, რომელიც 65 მლნ. წლის წინ დაიწყო და თავდაპირველად თბილი კლიმატით გამოირჩეოდა. პალეოცენში თბილი კლიმატი შენარჩუნდა: ამ პერიოდის საშუალო გლობალური ტემპერატურა თანადროულს აღემატებოდა დაახლოებით 8°-9° გრადუსით. მაგალითად ლონდონის განედზე საშუალო წლიური ტემპერატურა შეადგენდა 21° გრადუსს (დღეისათვის კი იგი შეადგენს მხოლოდ 10° გრადუსს).

გვიანდელი ეოცენიდან დაწყებული (44 მლნ. წლის წინ) იწყება გლობალური ტემპერატურის საფეხურებისებური ვარდნა. შუა ოლიგოცენში (30-35 მლნ. წლის წინ) წყნარი ოკეანის ეკვატორული ნაწილის წყლის ზედაპირული ტემპერატურა ეცემა 17°-18° გრადუსამდე, მიოცენში იწყება დათბობა, რომელმაც პიკს 19,5 და 15,5 მლნ. წწ. შორის მიაღწია. დათბობამ მთელი კონტინენტი მოიცვა. საშუალო წლიური ტემპერატურები (მაგალითად ცენტრალურ ევროპაში) არ ეცემოდა 18°-20° გრადუსზე ქვემოთ, ხოლო ნალექთა წლიური ჯამი წელიწადში შეადგენდა არა ნაკლებ 1000 მმ-ს.

ახალი (მკვეთრი) ტემპერატურის ვარდნა იწყება შუა მიოცენში (ე.ი. დაახლ. 15 მლნ. წლის წინ). მიოცენის ბოლოს ბუნებრივი წყლების ტემპერატურა უდრიდა 2° გრადუსს.

პლიოცენის დასაწყისში (5 მლნ. წლის წინ) დაიწყო დათბობა, რომელმაც გამოიწვია ანტარქტიდის ყინულოვანი ფარისა და ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს მთის მყინვარების დნობა. ამან გამოიწვია მძლავრი და გლობალური ტრანსგრესია (4,7-4,4 მლნ. წლის წინ), რომელმაც გამოიწვია მსოფლიო ოკეანის დონის 100 მეტრით აწევა. თუმცა დაახლოებით 3,3 და 3,2 მლნ. წლის წინ დაიწყო ახალი გლობალური აცივება, რომელიც ხასიათდებოდა კლიმატის არასტაბილური მკვეთრი ზრდით. ძლიერ აცივებას მოჰყვა ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში მყინვარული საფრების გაჩენა. ამ მომენტისათვის მიმდინარეობს ოკეანის დონის ვარდნა, რასაც მოჰყვება ხმელეთის მნიშვნელოვანი უბნების გაშიშვლება.

პლიოცენის დაწყებამდე ჩრდილოეთის ნახევარსფერო ყინულით დაუფარავი რჩებოდა, თუმცა შემდეგ გამყინვარება მაინც დაიწყო, ჯერ ლოკალურად ალასკაზე, შემდგომ პლიოცენში დაიწყო არქტიკის გამყინვარება. არქტიკაში მკაცრი კლიმატური პირობები არსებობდა უკანასკნელი 3 მილიონი წლის განმავლობაში.

კლიმატის ცვლილება პლეისტოცენში

ტემპერატურის ვარიაცია ჰოლოცენში

პლეისტოცენში დედამიწა გამყინვარების ფაზაში უკვე შესული იყო. პლეისტოცენში დამახასიათებელია მყინვარული პერიოდის თანმიმდევრულად შედარებით თბილ გამყინვარებათშორისით შეცვლა. პლეისტოცენი შედგება გამყინვარების ოთხი პერიოდისაგან, რომელთაგან პირველი და კლასიკურია გიუნცური გამყინვარება (1,2-1,0 მლნ. წლის წინ). გიუნცური აცივება დასრულდა გიუნც-მინდელური დათბობით (1,0-0,76 მლნ. წლის წინ), რომლის დროსაც ხმელთაშუა, შავ და ბერინგის ზღვებზე აღინიშნებოდა ტრანსგრესიები.

შემდეგ დადგა მინდელური გამყინვარება (დაახლ. 790-580 მლნ. წლის წინ), რომელსაც გამყინვარების გაცილებით რთული ხასიათი ჰქონდა. მას მოჰყვა რისული გამყინვარება, რომელიც ვიურმული გამყინვარებით დაგვირგვინდა.

კლიმატის ცვლილება ჰოლოცენში

ახალი გლობალური დათბობა დაიწყო დაახლოებით 10,3-10,2 ათ. წლის წინ. ამრიგად ჰოლოცენი დაიწყო ინტენსიური დათბობით. შედეგად ქრება სკანდინავიის მყინვარული საფარი (8,5 ათ. წლის წინ). ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 500 წლის წინ დაიწყო სუბატლანტიკური პერიოდი. ამ პერიოდში ხდება კლიმატის გაუარესება.

კლიმატის ცვლილება ისტორიულ დროში

ყინულის სისქის ვარდნა მსოფლიო მასშტაბით

ჩვენი ერის პირველ ასწლეულში სინოტივე და ტემპერატურა უახლოვდებოდა თანამედროვე მდგომარეობას. თუმცა დაახლოებით ჩვ. წ. IV-V სს. მოხდა პირობების შეცვლა და გაგრძელდა იგი VIII საუკუნემდე.

ამ პერიოდში ევროპაში კლიმატი თბილი და მშრალი იყო. ამავე პერიოდში იწყება ტორფნარების შემცირება და ტბათა დონეების დაცემა. ადრინდელ შუა საუკუნეების (VIII საუკუნიდან XIV საუკუნემდე) პერიოდს ვიკინგების ეპოქა ეწოდება. ამ დროისათვის კლიმატი უფრო რბილი და თბილი ხდება, რასაც მოჰყვა ჩრდილოეთის ზღვებში ყინულოვანი მასის შემცირება.

800-1200 წწ. ვიკინგები ისეთ განედებზე ნაოსნობდნენ, სადაც დღეისათვის მოტივტივე ყინულებია გავრცელებული. სწორედ მათ გახსნეს და დაასახლეს ისლანდია და გრენლანდია. ჩვ. წ. 750-1200 წწ. დასავლეთ ევროპა თბილი კლიმატით ხასიათდებოდა სინოტივის რამდენადმე ვარდნით. XII-XIII სს. ბალტიის სანაპიროებსა და ინგლისში ყურძენს ზრდიდნენ.

VIII-XIII სს. ჩრდილოეთ ამერიკა ასევე დადებითი თბილი კლიმატით გამოირჩეოდა — დიდი ტბების რაიონში გაჩნდა დასახლება, სადაც მიწათმოქმედებას მისდევდნენ. ამიტომაც VIII-XIII საუკუნეების პერიოდმა მიიღო გავრცელებული სახელწოდება — მცირე კლიმატური ოპტიმუმი.

XIII-XIV სს. იწყება კლიმატის ხელახალი აცივება, ჩრდილოეთის წყლებში თანდათანობით იზრდება ყინულოვანი საფრის რაოდენობა, საზღვაო გზები მეტწილად ჩაიკეტა. ამავე პერიოდში იწყება კლიმატის შიდასეზონური ცვლილებანი. შეინიშნებოდა კლიმატის გადასვლა ე.წ. მცირე მყინვარულ პერიოდში. ამ უკანასკნელისთვის ნიშანდობლივი იყო მთის მყინვარების ბუნების ხასიათი.

XVI საუკუნეში შესამჩნევი ხდება ალპური მყინვარების შემოტევა, ხოლო XVI-XVII სს. მან მაქსიმუმს მიაღწია. კლიმატის ცვლილება მცირე კლიმატური ოპტიმუმსა და მცირე მყინვარულ პერიოდში არასინქრონულად მიმდინარეობდა. ამ ცვლილებების ზუსტი მიზეზი უცნობია.

კლიმატის ცვლილება ინსტრუმენტალური დაკვირვების ფონზე

XIX-XX სს. შეინიშნებოდა კლიმატის რხევა, რასაც ადასტურებს პირდაპირი მეტეოროლოგიური დაკვირვებები. დღეისათვის არსებობს ფაქტები, რომლებიც ამტკიცებენ, რომ დათბობა გძელდებოდა XIX საუკუნის ბოლოდან XX საუკუნის პირველ ნახევრამდე, რაც გამოიხატა არა მარტო ევროპის მყინვარების უკანდახევაში, არამედ ჩრდილოეთ ამერიკასა და აზიაში გამოხატული პირობებითაც, რასაც ამტკიცებს 100 წლის განმავლობაში დამუშავებული რიგი მეტეოროლოგიური დაკვირვებანი.

ტემპერატურის დაკვირვების ხარჯზე გამოირკვა, რომ ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში XIX საუკუნის ბოლოდან 1940 წლამდე დათბოდა მიმდინარეობდა მთელს ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში. 1940-იანი წწ. შემდეგ 1960 წლამდე დაიწყო აცივება, რომელმაც შეადგინა დაახლოებით 0,4° გრადუსი. შემდგომ იწყება ხელახალი დათბოდა, რომელიც თანადროულ ეპოქაშიც გრძელდება.

ტემპერატურის საშუალო წლიური ცვლილება ყველაზე უკეთ არქტიკაში შეინიშნება. თანამგზავრების მეშვეობით დგინდება რომ 1960-იანი წწ. დაწყებული თოვლის საფრის ფართობმა დაახლ. 10% დაიკლო. XX საუკუნეში (ათწლეულის განმავლობაში) ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში (მაღალ და ზომიერ განედებში) ატმოსფერული ნალექების რაოდენობა გაიზარდა 0,5-1,0%. ზოგან კი პირიქით, ნალექთა რაოდენობა შემცირდა.

მნიშვნელოვანი კლიმატური ცვლილება დაფიქსირდა კავკასიაშიც. 1887 წლიდან 1958 წლამდე პერიოდში კავკასიონის გამყინვარების საერთო ფართობი დაახლოებით 10 % შემცირდა, რასაც მოყვა მყინვარების რაოდენობის გაზრდა.

ასე თუ ისე, ბოლო ასი წელი მაინც დათბობის ხანად არის მიჩნეული.

კლიმატის ანთროპოგენური ცვლილება

მრავალი საუკუნის განმავლობაში ადამიანის ზემოქმედებით მიმდინარეობდა კლიმატზე გავლენა, თუმცა აღნიშნული პროცესი ადამიანისთვის შეუმჩნევლად წარიმართებოდა. XX საუკუნეში ადამიანის საქმიანობამ საკმაოდ დიდ მასშტაბს მიაღწია, შესაბამისად დგება საკითხი ადამიანის მიერ კლიმატზე გაუფრთხილებელ გავლენაზე.

კლიმატზე გავლენას ახდენს გლობალური ხასიათის პროცესები, როგორებიცაა:

• მიწის დიდი ნაწილების დამუშავება, რომელიც იწვევს ალბედოს შეცვლას, სინოტივის დაკარგვას, ატმოსფეროში მტვერიანობის გაზრდას;
• ტყეები განადგურება, განსაკუთრებით ტროპიკულისა, რაც გავლენას ახდენს ჟანგბადის რეპროდუქციაზე, ალბედოზე და აორთქლებაზე;
• საქონლის რაოდენობის ზრდა, რაც ხელს უწყობს სტეპებისა და სავანების გარდაქმნას უდაბურ ადგილებად, რის შედეგადაც იცვლება ალბედო და მიმდინარეობს ნიადაგის ამოშრობა;
• ნამარხი ორგანული საწვავის წვა და ატმოსფეროში CO2 და CH4 შეღწევა.

ატმოსფეროში, როდესაც აღწევენ ნარჩენები, ხდება ატმოსფეროს შედგენილობის ცვლა, რასაც საბოლოოდ მოჰყვება რადიაციულ-აქტიური აირებისა და აეროზოლების ზრდა ატმოსფეროში. უკანასკნელი ორი პროცესი აძლიერებს სათბურის ეფექტს.

კლიმატის შეცვლის ფაქტორები

კლიმატის ცვლილება დაკავშირებულია მასშტაბურ ბუნებრივ ცვილებებთან; სამყაროში მიმდინარეობს მრავალგზის პროცესები, რომლებიც აფორმებენ კლიმატს.

• კონტინენტებისა და ოკეანეების ზომების ცვლა და მათი ორმხრივი განლაგება;
• მზის ნათების ცვლა;
• დედამიწის ორბიტის პარამეტრების შეცვლა;
• ატმოსფეროს გამჭვირვალობის შეცვლა;
• ატმოსფეროს სათბურის აირების კონცენტრაციის ცვლა (СО2 და CH4);
• ალბედოს გამოსახულების შეცვლა;
• ოკეანის სიღრმეში არსებული სითბოს რაოდენობის ცვლა და სხვ.