Ini adalah yang kedua dalam siri lima bahagian yang ditulis oleh pakar-pakar yang terdapat dalam pameran Hall of Fossils-Deep Time di Smithsonian yang baru dibuka pada 8 Jun di Muzium Nasional Sejarah Alam. Siri penuh dapat dijumpai dengan melawati Laporan Khusus Masa Deep
Beratus-ratus juta tahun yang lalu, topi ais yang besar memancarkan benua bumi dari pantai ke pantai. Hanya puncak gunung di planet ini berdiri di atas ais sebagai glasier tanah dan menghancurkan jalannya melalui dasar batu, melayang perlahan ke arah dataran yang diliputi salji. Di mana glasier bertemu dengan lautan, blok besar ais dan batu yang menenangkan dari glasier dan jatuh ke laut. Kehidupan, kebanyakannya alga, sianobakteria dan bakteria lain, entah bagaimana berterusan dalam kantung ais kecil yang bebas air laut. Seperti planet berais dalam sistem suria yang jauh, Bumi semasa tahun-tahun pembentukannya, fasa juvenil yang dikenali sebagai "Bola salji" Bumi, adalah tempat yang jauh berbeza daripada planet yang kebanyakannya biru hari ini.
Peralihan dramatik dalam iklim Bumi telah lama memikat geoscientists. Tempoh kajian geoscientis apabila bumi pada asasnya berbeza dari hari ini untuk mengetahui mengenai kadar dan masa perubahan iklim. Mistik sebuah planet hampir seluruhnya diliputi dalam ais, jadi tidak dapat dikenali dengan kita hari ini, adalah jelas. Kefahaman yang tidak dapat dipastikan untuk mengetahui hanya sebahagian daripada cerita Bumi-cerita yang tinta memudar semakin lama dengan lapisan-lapisan geologi asli yang dikitar semula untuk membentuk yang baru-mencipta kitaran berterusan penemuan baru sebagai keterangan yang ditenun bersama-sama.
Pada teras membongkar misteri sejarah planet kita ialah persoalan: Bagaimanakah bumi berfungsi? Rekod fosil menunjukkan interaksi bi-arah antara kehidupan dan sistem bumi. Interaksi ini dikawal oleh kitaran karbon, mesin berskala planet halus yang menentukan iklim Bumi. Pada akhirnya, untuk memahami bagaimana kitaran karbon Bumi berfungsi untuk menghargai pengaruh manusia yang kini memberi kesan: Walaupun kekaburan masa lampau, trajektori semasa kita adalah unik.
Kali terakhir bola sepak Bumi berlaku adalah 640 juta tahun yang lalu, dalam tempoh yang dikenali sebagai Cryogenian. Pada masa itu, kehidupan yang kompleks masih belum berkembang, jadi sukar untuk mengetahui sebahagian kecil daripada kehidupan yang mati di bawah ais yang tidak ramah. Selepas kira-kira sepuluh juta tahun, ais mula berundur, memberikan lautan dengan nutrien yang banyak untuk hidup. Buah laut pasca glasier ini bertepatan dengan bukti fosil pertama untuk span, dan oleh itu ia dapat memupuk kemunculan haiwan pertama. Berdasarkan beberapa lapisan yang tinggal di dasar laut purba, para saintis berfikir bahawa planet ini hampir sepenuhnya dibekukan, bukan hanya sekali, tetapi beberapa kali pada tahun-tahun awalnya.
Sebaliknya, tempoh lain dalam sejarah bumi telah sangat hangat. Lima puluh dua juta tahun yang lalu, semasa Eocene, hutan mega yang rimbun cemara rawa dan pokok kayu subuh menduduki apa yang kini bulatan Artik, dan haiwan pertama yang kita kenali sebagai mamalia muncul dalam rekod fosil. Tempoh seperti Eocene sering dirujuk sebagai Bumi "Rumah Hijau", kerana mereka diketahui bertepatan dengan tahap karbon dioksida yang tinggi di atmosfera.
Sama seperti Goldilocks mencari bubur yang hanya suhu yang tepat, iklim Bumi telah berulang kali dicontohi dari ekstrem.
Walaupun tanggapan mengenai beralih antara planet yang diliputi ais atau rawa mungkin terdengar hebat, peralihan iklim utama seperti itu berlaku lebih dari puluhan juta tahun, memberikan banyak masa evolusi untuk membangunkan strategi baru untuk berjaya. Peralihan yang perlahan dari Greenhouse ke iklim Icehouse adalah hasil perubahan halus dalam kitaran karbon geologi bumi.
Sepanjang sejarah Bumi, gunung berapi terus mengalir karbon yang tersimpan jauh di dalam bumi sebagai tindak balas kepada pergeseran plat tektonik. Karbon dioksida (CO2) dari pelbagai gunung berapi menyerang banjir ke atmosfera, di mana ia larut dalam air hujan dan jatuh ke bumi. Kerana air hujan itu meresap melalui tanah, ia melarutkan batu, mengambil kalsium di sepanjang jalan. Sistem-sistem sungai kemudian menyampaikan kalsium dan CO2 ke lautan, dan apabila kalsium karbonat atau batu kapur terdedah, seringkali terima kasih kepada organisma kalsifikasi seperti karang dan moluska, CO2 akhirnya terkunci.
Dalam sesetengah keadaan, kitaran karbon agak seperti pemanasan rumah dengan termostat patah: Apabila relau mengeluarkan terlalu banyak haba, atau CO2, tingkap boleh dibuka untuk menyejukkan rumah. Bagi kitaran karbon, peningkatan dalam aktiviti gunung berapi memanaskan planet ini, yang diimbangi oleh peningkatan dalam cuaca yang melanda dalam tanah, bergerak lebih banyak kalsium dan CO2 ke lautan untuk membentuk batu kapur dan menghasilkan maklum balas negatif yang mengekalkan paras CO2 atmosfera mantap, dan dengan lanjutan, suhu bumi, dalam pemeriksaan. Pertarungan di antara relau, atau pelepasan CO2 global, dan tingkap, atau luluhasan batuan, sebahagian besarnya menentukan keadaan iklim Bumi. Adalah mudah untuk melihat gunung berapi sebagai pelakon jahat dalam iklim tug perang ini; Walau bagaimanapun, lekukan batuan yang tidak melantun dan tidak responsif dalam tanah boleh sama-sama jahat.
Wap dan gas lain seperti karbon dioksida, meresap keluar dari tanah berhampiran gunung berapi di Iceland. Walaupun tumbuh-tumbuhan mengambil karbon dioksida, lebih dari satu juta tahun lebih banyak kali karbon itu dikembalikan ke atmosfera, sehingga gunung berapi telah bertindak sebagai sumber bersih karbon dioksida atmosfera sepanjang sejarah bumi. (Kate Maher) Secara ajaib, tanah di planet ini kebanyakannya cukup mahir di membuka dan menutup tingkap, jika diberi masa yang cukup. Rata-rata, seumur hidup molekul karbon dalam sistem atmosfera laut adalah kira-kira 300, 000 tahun, dan oleh itu pada masa-masa jutaan tahun, bumi kebanyakannya seimbang oleh tingkap-tingkap yang terbuka.
Walau bagaimanapun, malapetaka iklim telah berlaku banyak kali dalam sejarah Bumi, selalunya bertepatan dengan kepupusan besar-besaran besar-besaran. Membongkar pelakunya di sebalik peristiwa bencana ini adalah sukar. Sekali-sekala, pelepasan gunung berapi yang berlebihan dengan curiga bersamaan dengan pergolakan besar dalam kitaran karbon.
Pada akhir Permian, 251 juta tahun yang lalu, Perangkap Siberia meletupkan ke arang batu dari apa yang sekarang Siberia, melepaskan begitu banyak karbon bahawa pemanasan global dan pengasaman laut pastinya memainkan peranan dalam kepupusan terbesar laut. Pada kepupusan massa akhir Permian, 90 peratus spesies laut telah pupus, maka perlahan-lahan, selama berjuta-juta tahun, keseimbangan karbon telah ditubuhkan semula dan kehidupan pulih. Kehidupan kelihatan berbeza daripada sebelumnya, dengan penampilan pertama ichthyosaur dan karang scleractinian.
Pameran "Fosil Hall-Deep Time" Smithsonian dibuka pada 8 Jun 2019. (Smithsonian.com) Ia menggoda untuk melihat kisah Bumi sebagai pergolakan bencana yang diikuti dengan penubuhan bentuk kehidupan yang baru dan lebih kompleks. Ini benar, tetapi mungkin cerita yang lebih ajaib adalah bagaimana dua orang pelakon yang kelihatan berbeza, gunung berapi CO2 yang memancarkan dan kontinum tanah-laut-laut yang mengembalikan CO2 ke pedalaman Bumi, berjaya mengekalkan iklim Bumi yang paling banyak dihuni untuk berbilion tahun. Anggaran dari tanah dan tumbuh-tumbuhan fosil, serta deposit laut, mencadangkan bahawa sekurang-kurangnya 600 juta tahun terakhir paras CO2 atmosfera kebanyakannya berada dalam lima kali tahap pra-perindustrian.
Sebagai perbandingan, senario paling pesimis yang dikemukakan oleh Panel Antar Kerajaan mengenai Perubahan Iklim (IPCC) mencadangkan tahap CO2 atmosfera boleh mendekati 3.5 hingga 5 kali nilai pra-perindustrian menjelang tahun 2100, tahap yang tidak dilihat sejak kepupusan massa akhir Permian. Untuk meletakkan perspektif ini, manusia kini mengeluarkan CO2 pada kadar yang kira-kira 68 kali kadar yang boleh dikembalikan ke Bumi pepejal melalui lautan. Pada masa ini, tiada cara yang diketahui untuk meningkatkan pemindahan karbon oleh tanah dan sungai dengan lebih daripada beberapa peratus, oleh itu ia akan mengambil beratus-ratus ribu tahun untuk mengeluarkan CO2 yang berlebihan dari sistem atmosfera laut. Di samping itu, disebabkan oleh perubahan penggunaan tanah dan pertumbuhan penduduk, kita perlahan-lahan melintas tanah, sungai dan ekosistem yang berfungsi secara kolektif untuk memindahkan CO2 dari atmosfera ke lautan, dan akhirnya ke batu kapur.
Sangat mudah untuk melihat lautan biru yang luas, hutan hijau yang subur, padang pasir yang halus dan puncak salji yang dilindungi melalui lensa sejarah Bumi dan menyimpulkan bahawa Bumi akan menjaga dirinya sendiri. Realitinya ialah Bumi tidak pernah melihat seorang ejen geologi agak pesat dan tanpa henti sebagai manusia. Walaupun bumi kelihatan jauh berbeza daripada yang dilakukan pada masa lalu, pelajaran dari sejarah bumi masih berlaku: Kami menghidupkan haba yang jauh lebih cepat daripada Bumi yang boleh membuka tingkap.
