Bumi mempunyai pemain baru yang mengejutkan dalam permainan iklim: oksigen. Walaupun oksigen bukan gas rumah hijau yang menjerat haba, kepekatannya di atmosfera kita dapat mempengaruhi berapa banyak sinar matahari mencapai tanah, dan model-model baru menunjukkan kesannya telah mengubah iklim pada masa lalu.
Kandungan Terkait
- Ocean Dead Zones Mendapatkan Lebih Buruk Sedunia akibat Perubahan Iklim
- Lebih banyak Karbon Dioksida di Udara Membuat Sesetengah Tanaman Kurang Rapi
Oksigen kini membentuk kira-kira 21 peratus daripada gas di atmosfer bumi, tetapi tahap itu tidak stabil sepanjang sejarah Bumi. Untuk beberapa bilion tahun pertama, terdapat sedikit oksigen di atmosfera. Kemudian, kira-kira 2.5 bilion tahun yang lalu, oksigen mula naik ke atmosfera oleh cyanobacteria fotosintesis. "Oksigen dihasilkan sebagai produk sisa fotosintesis. Ia digunakan melalui pernafasan, "jelas ahli sains iklim University of Michigan Chris Poulsen, pengarang utama kajian yang diterbitkan hari ini dalam Sains .
Produk buangan itu mencetuskan kepupusan besar-besaran yang dikenali sebagai Event Oxygenation Besar. Tetapi dari masa ke masa, bentuk kehidupan baru berkembang yang menggunakan atau mengusir oksigen dalam pernafasan, dan tahap oksigen atmosfera terus meningkat. "Pengeluaran dan pemakaman bahan tumbuhan dalam jangka masa yang panjang menyebabkan tahap oksigen meningkat, " jelas Poulsen. Tahap boleh jatuh lagi apabila bahan organik purba yang terperangkap menjadi terdedah di atas tanah, dan unsur-unsur seperti besi bertindak balas dengan oksigen dari atmosfera, reaksi yang dipanggil pelumpuhan oksidatif. Sebagai hasil daripada proses ini, tahap oksigen atmosfera telah berubah dari 10 peratus yang rendah hingga 35 peratus yang tinggi dalam tempoh 540 juta tahun yang lalu.
Poulsen dan rakan-rakannya sedang mempelajari iklim dan tumbuh-tumbuhan dari Paleozoic lewat, dan semasa mesyuarat mereka mula bercakap tentang sama ada tahap oksigen mungkin telah mempengaruhi iklim pada masa lalu. Kajian telah menunjukkan bahawa karbon dioksida atmosfera telah menjadi pemacu iklim utama melalui masa yang mendalam, jadi kebanyakan peranan oksigen telah diabaikan.
Tetapi model komputer berdasarkan data karbon tidak dapat menjelaskan segala sesuatu dalam rekod tersebut. Sebagai contoh, Cenomanian, umur di Cretaceous lewat, telah ditandakan oleh karbon dioksida yang tinggi dan suhu tinggi, namun model kali ini biasanya meludahkan suhu dan suhu polar yang terlalu rendah jika dibandingkan dengan data yang diambil dari rekod paleogeologic. Jadi Poulsen mula mengubah model iklim untuk menguji idea oksigen, dan hasilnya menunjukkan bahawa perubahan kepekatan oksigen memang mempunyai kesan melalui beberapa siri umpan balik.
"Mengurangkan tahap oksigen di atmosfer, membolehkan lebih banyak cahaya matahari mencapai permukaan Bumi, " jelas Poulsen. Lebih banyak cahaya matahari membolehkan lebih banyak kelembapan menguap dari permukaan planet, yang meningkatkan kelembapan. Kerana wap air adalah gas rumah kaca, lebih banyak haba terjebak berhampiran permukaan bumi, dan suhu meningkat. Kelembapan dan suhu meningkat juga menyebabkan kenaikan hujan. Sebaliknya, apabila kepekatan oksigen lebih tinggi, atmosfer menjadi lebih tebal dan menyaring lebih banyak cahaya matahari. Akibatnya, kurang sedikit wap air untuk memerangkap haba.
Menambah kesan oksigen dalam tempoh masa yang lain boleh membawa kepada model yang lebih tepat pada masa lalu planet ini, kata para penyelidik. Tetapi Poulsen memberi amaran bahawa kajian itu tidak menjejaskan apa yang diketahui tentang iklim semasa Bumi. Iklim planet berubah hari ini kerana tahap gas rumah hijau seperti karbon dioksida dan metana meningkat secara dramatik-oksigen bukan faktor.
"Tahap oksigen jatuh hari ini tetapi pada kadar yang sangat perlahan, kira-kira puluhan bahagian per juta setahun, " katanya. "Kadar ini terlalu perlahan untuk menjejaskan iklim di dunia moden.", dan saintis iklim masa depan perlu menambah oksigen ke model mereka untuk mendapatkan gambaran penuh.
