Согласно самому тщательному исследованию, проведенному на сегодняшний день, средняя температура поверхности колебалась в широких пределах и была даже выше, чем считалось ранее, на протяжении большей части последних 500 миллионов лет.
Средняя глобальная температура поверхности в это время составляла 24°C и иногда достигала 36°C по сравнению с примерно 14°C или 15°C в настоящее время. Самая низкая температура, которая была, была около 11°C согласно самому строгому исследованию на сегодняшний день.
«Наше исследование показывает, что температуры в периоды парникового эффекта [когда уровни CO2 высоки] могут стать выше, чем указывалось в предыдущих исследованиях», — говорит Эмили Джадд из Смитсоновского национального музея естественной истории в Вашингтоне.
Фактически, в самые жаркие периоды средняя температура поверхности в тропиках достигала 42°C, согласно исследованию, что означает, что некоторые участки суши могли быть слишком горячими для выживания растений и животных. Даже полярные регионы были теплыми в это время , со средней температурой, превышающей 20°C.
«Вероятно, за последние полмиллиарда лет было несколько моментов, когда определенные регионы были непригодны для проживания или когда биоразнообразие в этих регионах было крайне низким», — говорит Джадд.
Ее команда также обнаружила более сильную связь между уровнями углекислого газа в атмосфере и средней глобальной температурой, чем ожидалось. За такой длительный промежуток времени команда ожидала, что связь будет слабее из-за других факторов, таких как увеличение яркости солнца.
«Это было удивительно, — говорит Джадд. — Это означает, что концентрация углекислого газа в атмосфере играет даже большую роль в регулировании климата Земли, чем считалось ранее».
Экспертам давно известно, что большую часть последних 500 миллионов лет — отрезок, известный как фанерозойский эон — Земля была горячее, чем сейчас, без крупных ледяных щитов. Но насколько именно тепло было?
Соотношение изотопов кислорода в некоторых ископаемых раковинах может указывать на температуру океана в прошлом, но они специфичны только для одной части океана. Климатические модели дают глобальный обзор, но поскольку существует так много неопределенности относительно условий в далеком прошлом, модели могут сильно расходиться с реальностью.
Поэтому Джадд и ее коллеги объединили эти два фактора. Они провели сотни симуляций с различными начальными условиями и предположениями, а затем выбрали те прогоны модели, которые лучше всего соответствовали изотопным данным, чтобы рассчитать среднюю глобальную температуру поверхности в определенное время.
По словам члена команды Пола Вальдеса из Бристольского университета в Великобритании, из-за своей сложности модели могли проводить симуляции только на протяжении нескольких тысяч лет с интервалом в 5 миллионов лет. «Это моментальные симуляции», — говорит он. «Просто невозможно проводить их непрерывно во времени».
Этот подход объединения измерений и моделей, известный как ассимиляция данных, широко используется в прогнозировании погоды, но не применялся систематически к климату за последние 500 миллионов лет.
«Это прекрасная работа», — говорит Аппи Слуйс из Утрехтского университета в Нидерландах. «Это наиболее полная запись и наиболее организованная попытка получить глобальную среднюю температурную кривую для фанерозоя».
Но этот подход предполагает, что данные по температуре изотопов точны, а модели верны относительно температуры регионов, по которым нет данных, говорит Слуйс. Такие предположения не всегда верны, говорит он.
Так что эти результаты далеки от окончательного слова о фанерозое. Но они дают основу для дальнейших улучшений, говорит Терри Иссон из Университета Вайкато в Новой Зеландии.
«Уточнение оценок температур поверхности в течение фанерозоя, а также более ранних периодов истории Земли имеет решающее значение для углубления нашего понимания совместной эволюции жизни и ее среды, а также того, как на самом деле функционирует климатическая система Земли», — говорит Иссон.
Тот факт, что в прошлом было намного жарче, чем сейчас, не означает, что поводов для беспокойства о глобальном потеплении, вызванном деятельностью человека, меньше, говорит Джадд. Самое важное — это скорость изменений.
Периоды быстрого изменения климата в прошлом приводили к массовым вымираниям, поскольку организмы не успевали за ними, говорит она. А нынешняя скорость потепления еще быстрее.
«Люди эволюционировали, чтобы переносить более холодные условия, и обосновались вблизи источников воды и часто на уровне моря», — говорит она. «Мы сталкиваемся с такими проблемами, как истощение водных ресурсов, более частые и сильные штормы, повышение уровня моря и, в конечном итоге, сокращение пригодных для проживания и пахотных земель».
