Az egykori liberális elképzelés, mely szerint az ember racionális lény, az emberi elme vég nélkül fejleszthető, megszülte a töretlen haladásba vetett hitet. Erről a tőről fakadt az a projekt is, hogy a természetet az ember uralma alá kell helyezni. Az elképzelés kezdetben sikeresnek látszott, hiszen ez lett a későbbi korok fejlődésének motorja, sokan gondolhatták úgy, az ember valóban a teremtés koronája. Napjainkban azonban egyre nyilvánvalóbb: a szabadság jegyében fogant erőforrások feletti korlátlan uralomnak meg vannak a maguk nem szándékolt következményei. A földtörténet kutatás eredményei és a természetes klímaváltozásra vonatkozó elméletek jelzik, világunk milyen szerves része az univerzumnak, sorsunk milyen kényes egyensúlyon nyugszik.
Földünk éghajlata természetes okok miatt folyamatosan változik. A természetes éghajlatváltozásnak számtalan oka van. Különbséget kell tenni külső (csillagászati) és belső (Földhöz köthető) okok között. A külső okok többsége periodikus jellegű (napfolt tevékenység, glaciális ciklus), de a naptevékenység intenzitásának a növekedése lineáris folyamat. A Földhöz köthető belső okok többsége nem ciklikus jellegű, úgy mint vulkántevékenység, vagy a bioszféra szabályozó tevékenysége. Ha a klímát csak periodikus mozgások alakítanák, akkor jó eséllyel pontosan előrejelezhető lenne. A nem-ciklikus jellegű hatások miatt a természetes klímaváltozás egy soktényezős folyamat eredője.
1. Időjárás és éghajlat
A szakértők éles különbséget tesznek az időjárás és az éghajlat között. Időjárás fogalmával az atmoszféra alsó rétegében a toposzférában („változások rétege”-ben) egy konkrét helyen és időben mérhető fizikai paraméterekre utalunk. Az időjárás fontosabb fizikai jellemzői: hőmérséklet, nedvességtartalom, légnyomás szélerősség, szélirány, felhőzet. Az időjárás legjellemzőbb tulajdonsága a változékonyság, amelynek a tanulmányozásával a meteorológia foglalkozik.
Ezzel szemben az éghajlat, görög eredetű szóval a klíma, valamely hely hosszú távra jellemző időjárási viszonyainak összessége, az időjárás elemeinek hosszabb idejű ismétlődése. Szűk értelemben éghajlata csak egy-egy konkrét helynek lehet. Tágabb értelemben a szomszédos, hasonló éghajlatú helyek összevonásával beszélünk valamilyen földrajzi táj regionális éghajlatáról (például a Kárpát-medence éghajlatáról). Földtörténeti kitekintésben pedig beszélhetünk az egész Föld éghajlatáról is. A fentiekből következik, hogy az egyedi időjárási eseményekből nagyon nehéz következtetni a klímára. Sohasem tudhatjuk, hogy egy szélsőséges időjárási esemény csak egy véletlen kiugrás vagy pedig valamilyen tendencia része. Ezt csak tudományos módszerek segítségével lehet eldönteni.
2. Milankovic-elmélet
Ez az elmélet a jégkorszakok kialakulását csillagászati okokkal, nevezetesen a Föld keringési és pályaelemeinek időszakos változásaival (a tengelyhajlás, a naptávolság és az excentricitás maximumainak egybeesésével) magyarázza.
A Föld forgástengelyének a dőlési szöge 41 ezer éves periódussal ingadozik 21,5 és 24,5 fok között, miközben a dőlési irány is körbe fordul kb. 23 ezer évenként. Ingadozik a keringési pálya excentricitása is 92 ezer éves periódussal.
A markáns lehűléssel járó glaciális ciklusok mintegy 800 ezer évvel ezelőtt kezdődtek az északi féltekén és 100 000 évenként követik egymást, ami megfelel a Milanković (és Bacsák) elméletnek. Az elmélet alapján most éppen egy 100-150 ezer éves interglaciális ciklus elején vagyunk, ezért a melegedés még több ezer évig folytatódhat.
3. Gaia elmélet
Az élettelen Föld légkörének az összetétele olyan lenne, mint a Vénusz vagy a Mars légköre (pl. 98%-os CO2 tartalom), és a bolygónk felszínének hőmérséklete, a jelenlegi napsugárzás mellett 290 Celsius-fok körül ingadozna. A földfelszínt azért nem jellemzi ez a magas hőmérséklet, mert a bioszféra egy magasan szervezet egység, amely folyamatosan alakítja és szabályozza a földfelszínének a fizikai paramétereit is. James Lovelocke (1990) által kidolgozott a Gaia-elméletet szerint a Föld egyetlen hatalmas élő organizmus. amelynek egyik központi feladata a klíma szabályozása.
Ha az élet nem szabályozná a Föld átlaghőmérsékletét, akkor a napsugárzásában bekövetkező legkisebb változás is drámai változásokat indítana el. Ha csak két százalékkal csökkenne a Nap hőleadása, akkor a terjeszkedő hó- és jégfelületek egyre több hőt vernének vissza, emiatt nőne a Föld albedója („fehérsége) és rohamosan csökkenne a hőmérséklet, tovább növekedne a jéggel borított felületek aránya, s a Föld fagyott világgá válna. Amúgy a „hógolyó Föld” (Snowball Earth) nemcsak egy elmélet, hanem ma már kézzelfogható bizonyítékok támasztják alá. 716,5 millió évvel ezelőtt Földünk kozmikus hólabdaként keringett pályáján.
A Földre jutó hőmennyiségnek pusztán két százalékos növekedése jelentős mennyiségben növelné a légkörbe jutó vízgőzt és szén-dioxidot. Az üvegházhatás révén elindulna egy pozitív visszacsatolású folyamat, amelynek az eredményeképpen a Föld a Vénusz forró poklához hasonló, termodinamikailag stabil állapotba kerülne.
3-4 milliárd évvel ezelőtt a Nap a jelenleg kibocsátott energiának csupán 70%-át sugározta a Földre. A napsugárzásnak az emelkedése nyilvánvalóan melegíti a légkört. Gaia a szén-dioxid szint csökkentésével azonban hathatósan ellensúlyozta a növekvő üvegházhatást. Tehát miközben nő a Nap ereje, közben folyamatosan csökkent a légkör üvegházhatása ugyanis a Gaiai a fölösleges szenet évmilliókra eltemette a hatalmas kőszéntelepeken, kőolaj- és földgázmezőkön. A széndioxid esetleges növekedésére – amire például egy vulkánkitörés esetében is sor kerülhetett – Gaia dús vegetációval válaszolt, s így képes volt folyamatosan kivonni a széndioxidot a légkörből.
4. A korai Föld klímája
A földtörténet legelső időszakaszában (Archaikum: 4,6-2,5 milliárd évvel ezelőtt) a légkör hőmérséklete folyamatosan csökkent. Amikor a hőmérséklet 100°C alá süllyedt, a vízgőz lecsapódásával kialakult az ősóceán. További folyamatos lehűlés után, hosszú idő elteltével megjelentek az első baktériumok. A következő földtörténeti korszakban (Proterozoikum: 2500 – 545 millió évvel ezelőtt) általában meleg volt, de legalább négy jégkorszak nyomai már felfedezhetők voltak: 2300, 1200, 900 és 660±90 millió évvel ezelőtt. Jégkorszaknak mondjuk az olyan időszakot, amikor a Földön van olyan pont, többnyire egészében, vagy részben jéggel fedett kontinens, amelyről nyáron sem tűnik el a jég. Ezt követte a kambrium nevű földtörténeti időszak (542-488 millió évvel ezelőtt), amelyben hirtelen mintegy ötven élőlénytörzs jelent meg úgy, hogy a legtöbbjük elődeiről semmit sem tudunk. Az organizmusoknak ezt a földtörténeti mértékkel gyors kirajzását nevezzük kambriumi robbanásnak (Cambrian explosion), ami 530 és 520 millió évvel ezelőtti időszakban zajlott le. Ez a 10 millió év a mai napig tartó tudományos viták forrása. A kambrium korszakában a légkörben sokkal több széndioxid volt jelesül 4500 ppm, ami az iparosodás előtti szint 16-szorosa, és sokkal kevesebb oxigén volt, nevezetesen 12,5%, ami a mai szint 63%.-a. E korszak klímáját 21 °C-os hőmérséklet jellemezte, vagyis +7 fokkal volt magasabb, mint jelenleg. A tengerszint pedig +30-90 cm-rel volt magasabb, mint napjainkban. Ezek az adatok is azt mutatják, hogy a természetes okok által meghatározott klímában fontos tényező volt a széndioxid é és az oxigén koncentrációja.
3. Az utolsó ötszáz millió év klímája
A fanerozoikum a jelenlegi (eon) a földtörténeti korszakon belül az utolsó 545 millió évet foglalja magába. A név a görög eredetű és a „látható élet” jelentésű szóból ered és arra utal, hogy ebben a korszakban az élőlények nagyobb méretűek lettek a kambriumi robbanás óta. A fanerozoikum korszaka magában foglalja számos állati és növényi törzs felemelkedését, a halak evolúcióját, sőt az időszak végére az akkori felmelegedéssel párhuzamosan jelentek meg a dinoszauruszok is. E korszak éghajlatát Alfred G. Fisher melegházi (greenhause) és hűtőházi (icehouse) szakaszokra tagolta.
Geológus szakértők szerint klímaváltozásban a széndioxid mellett a vulkántevékenység és más tényezők is szerepet játszottak. „Ezek sorában az egyik legfontosabb a Napból származó besugárzás mértékének ugyancsak különböző okokra visszavezethető változása lehetett. Az adatok szerint (..) a légkör oxigén tartalmának a változása a szén-dioxid-tartalom változásával alapvetően ellentétes lefutást mutat. Ennek leglátványosabb megnyilvánulása, hogy a szén-dioxid-tartalom eddigi (karbon időszaki) minimuma, amely a mai értéknél is kisebb volt, teljesen egybeesik az oxigéntartalom maximumával (kb. 35%). Ugyanakkor ez az összefüggés nem tekinthető mindenütt egyértelműnek: esetenként együttfutásra is van példa, ami erősíti az egyéb tényezők alkalmankénti meghatározó szerepének a lehetőségét.
„Mindazonáltal nem kétséges, hogy a hőmérséklet alakulásában – elsősorban a megszerzett hő mennyiségének a megtartásában – az egyik legfontosabb tényező a levegő szén-dioxid tartalma. A kambiumot megelőzően a légkör szén-dioxid tartalma erősen kérdéses, de a mai értéknél mindenképpen jóval nagyobb, akár több százszorosa is lehetett. Ez valószínűleg kulcsfontosságú tényező volt a Föld hőmérsékletének stabilizálásában a prekrambium során. Az akkori kismértékű besugárzás miatt a hőmérséklet jóval kisebb lett volna, de a légkör nagy szén-dioxid tartalma melegházhatást eredményezett, ami az élet fejlődésének alakulása szempontjából a szakemberek döntő tényezőnek tekintenek.”- írják Császár Géza, Haás János, Nádor Annamária, a természetes klímaváltozás tanulságairól szóló 2008-ban megjelent tanulmányukban.
Tóth I. János
Irodalom
Lovelock, J.E (1990): Gaia. A földi élet egy új nézőpontból. Göncöl Kiadó Budapest
Lovelock, J.E. (2010): Gaia halványuló arca: utolsó figyelmeztetés. Akadémiai Kiadó, Budapest
Császár Géza, Haás János, Nádor Annamária (2008): A földtörténeti klímaváltozások és azok tanulságai. Magyar Tudomány 2008/06 633.o.
