पृथ्वी की जलवायु में मानवजनित उतार-चढ़ाव के 10 मामले

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

लंबे समय से, पृथ्वी की जलवायु में दस अलग-अलग कारणों से उतार-चढ़ाव आया है, जिसमें कक्षीय लड़खड़ाहट, विवर्तनिक बदलाव, विकासवादी परिवर्तन और अन्य कारक शामिल हैं। उन्होंने ग्रह को या तो हिमयुग में या उष्णकटिबंधीय गर्मी में डुबो दिया। वे समकालीन मानवजनित जलवायु परिवर्तन से कैसे संबंधित हैं?

ऐतिहासिक रूप से, पृथ्वी एक स्नोबॉल और ग्रीनहाउस बनने में कामयाब रही है। और अगर मनुष्य की उपस्थिति से पहले जलवायु बदल गई है, तो हम कैसे जानते हैं कि आज हम जो तेज गर्मी देख रहे हैं, उसके लिए हम ही दोषी हैं?

आंशिक रूप से क्योंकि हम पूर्व-औद्योगिक युग में मानवजनित कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन और वैश्विक तापमान में 1.28 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि (जो संयोग से, जारी है) के बीच एक स्पष्ट कारण संबंध बना सकते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड अणु अवरक्त विकिरण को अवशोषित करते हैं, इसलिए जैसे-जैसे वातावरण में उनकी मात्रा बढ़ती है, वे अधिक गर्मी बरकरार रखते हैं, जो ग्रह की सतह से वाष्पित हो जाती है।

साथ ही, जीवाश्म विज्ञानियों ने उन प्रक्रियाओं को समझने में काफी प्रगति की है जिनके कारण अतीत में जलवायु परिवर्तन हुआ। यहाँ प्राकृतिक जलवायु परिवर्तन के दस मामले हैं - वर्तमान स्थिति की तुलना में।

सौर चक्र

पैमाना:0, 1-0, 3 डिग्री सेल्सियस से ठंडा

समय:30 से 160 वर्षों तक चलने वाली सौर गतिविधि में आवधिक गिरावट, कई शताब्दियों से अलग

हर 11 साल में, सौर चुंबकीय क्षेत्र बदलता है, और इसके साथ चमकने और कम होने के 11 साल के चक्र आते हैं। लेकिन ये उतार-चढ़ाव छोटे होते हैं और पृथ्वी की जलवायु को मामूली रूप से प्रभावित करते हैं।

बहुत अधिक महत्वपूर्ण हैं "बड़े सौर मिनीमा", सौर गतिविधि की दस साल की अवधि जो पिछले 11,000 वर्षों में 25 बार हुई है। एक हालिया उदाहरण, माउंडर न्यूनतम, 1645 और 1715 के बीच हुआ और इसके कारण सौर ऊर्जा वर्तमान औसत से 0.04% -0.08% कम हो गई। एक लंबे समय के लिए, वैज्ञानिकों का मानना था कि मंदर न्यूनतम "लिटिल आइस एज" का कारण बन सकता है, जो एक ठंडा स्नैप है जो 15 वीं से 1 9वीं शताब्दी तक चला था। लेकिन तब से यह सामने आया है कि यह बहुत संक्षिप्त था और गलत समय पर हुआ था। कोल्ड स्नैप की सबसे अधिक संभावना ज्वालामुखी गतिविधि के कारण थी।

पिछली आधी सदी से, सूर्य थोड़ा कम हो रहा है, और पृथ्वी गर्म हो रही है, और ग्लोबल वार्मिंग को खगोलीय पिंड से जोड़ना असंभव है।

ज्वालामुखीय सल्फर

पैमाना:0, 6 - 2 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा

समय:1 से 20 साल की उम्र तक

539 या 540 ई. इ। अल सल्वाडोर में ज्वालामुखी इलोपैंगो का इतना शक्तिशाली विस्फोट हुआ था कि उसका पंख समताप मंडल तक पहुंच गया था। इसके बाद, ठंडी गर्मी, सूखा, अकाल और प्लेग ने दुनिया भर की बस्तियों को तबाह कर दिया।

इलोपैंगो के पैमाने पर विस्फोट सल्फ्यूरिक एसिड की परावर्तक बूंदों को समताप मंडल में फेंक देते हैं, जो सूर्य के प्रकाश को स्क्रीन करते हैं और जलवायु को ठंडा करते हैं। नतीजतन, समुद्री बर्फ का निर्माण होता है, अधिक सूरज की रोशनी वापस अंतरिक्ष में परावर्तित होती है और वैश्विक शीतलन तेज और लंबे समय तक होता है।

इलोपैंगो के विस्फोट के बाद, 20 वर्षों में वैश्विक तापमान में 2 डिग्री की गिरावट आई है। पहले से ही हमारे युग में, 1991 में फिलीपींस में माउंट पिनातुबो के विस्फोट ने 15 महीनों की अवधि के लिए वैश्विक जलवायु को 0.6 डिग्री तक ठंडा कर दिया था।

समताप मंडल में ज्वालामुखीय सल्फर विनाशकारी हो सकता है, लेकिन पृथ्वी के इतिहास के पैमाने पर, इसका प्रभाव छोटा और क्षणिक भी है।

अल्पकालिक जलवायु में उतार-चढ़ाव

पैमाना:0, 15 डिग्री सेल्सियस तक

समय: 2 से 7 साल तक

मौसमी मौसम स्थितियों के अलावा, अन्य अल्पकालिक चक्र भी हैं जो वर्षा और तापमान को भी प्रभावित करते हैं।इनमें से सबसे महत्वपूर्ण, अल नीनो या दक्षिणी दोलन, दो से सात वर्षों की अवधि में उष्णकटिबंधीय प्रशांत महासागर में परिसंचरण में एक आवधिक परिवर्तन है जो उत्तरी अमेरिका में वर्षा को प्रभावित करता है। उत्तरी अटलांटिक दोलन और हिंद महासागर के द्विध्रुव का एक मजबूत क्षेत्रीय प्रभाव है। दोनों अल नीनो के साथ बातचीत करते हैं।

इन चक्रों के अंतर्संबंध ने लंबे समय से यह साबित करने की क्षमता में बाधा डाली है कि मानवजनित परिवर्तन सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण है, न कि प्राकृतिक परिवर्तनशीलता में एक और छलांग। लेकिन तब से, मानवजनित जलवायु परिवर्तन प्राकृतिक मौसम परिवर्तनशीलता और मौसमी तापमान से बहुत आगे निकल गया है। 2017 यूएस नेशनल क्लाइमेट असेसमेंट ने निष्कर्ष निकाला कि "अवलोकन डेटा से कोई निर्णायक सबूत नहीं है जो प्राकृतिक चक्रों द्वारा देखे गए जलवायु परिवर्तन की व्याख्या कर सके।"

कक्षीय कंपन

पैमाना: पिछले 100,000 वर्षों के चक्र में लगभग 6 डिग्री सेल्सियस; भूवैज्ञानिक समय के साथ बदलता रहता है

समय: 23,000, 41,000, 100,000, 405,000 और 2,400,000 वर्षों के नियमित, अतिव्यापी चक्र

जब सूर्य, चंद्रमा और अन्य ग्रह अपनी सापेक्ष स्थिति बदलते हैं तो पृथ्वी की कक्षा में उतार-चढ़ाव होता है। इन चक्रीय उतार-चढ़ाव, तथाकथित मिलनकोविच चक्रों के कारण, मध्य अक्षांशों पर सूर्य के प्रकाश की मात्रा में 25% तक उतार-चढ़ाव होता है, और जलवायु में परिवर्तन होता है। इन चक्रों ने पूरे इतिहास में काम किया है, जिससे तलछट की वैकल्पिक परतें बनती हैं जिन्हें चट्टानों और खुदाई में देखा जा सकता है।

प्लेइस्टोसिन युग के दौरान, जो लगभग 11,700 साल पहले समाप्त हुआ था, मिलनकोविच चक्रों ने ग्रह को उसके एक हिमयुग में भेजा। जब पृथ्वी की कक्षा में बदलाव ने उत्तरी ग्रीष्मकाल को औसत से अधिक गर्म बना दिया, तो उत्तरी अमेरिका, यूरोप और एशिया में विशाल बर्फ की चादरें पिघल गईं; जब कक्षा फिर से स्थानांतरित हो गई और ग्रीष्मकाल फिर से ठंडा हो गया, तो ये ढाल वापस बढ़ गए। जैसे-जैसे गर्म महासागर कम कार्बन डाइऑक्साइड को घोलता है, वायुमंडलीय सामग्री में वृद्धि होती है और कक्षीय दोलनों के साथ एकसमान रूप से गिरती है, जिससे उनका प्रभाव बढ़ जाता है।

आज, पृथ्वी एक और न्यूनतम उत्तरी सूर्य के प्रकाश के करीब पहुंच रही है, इसलिए मानवजनित कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन के बिना, हम अगले 1,500 वर्षों में एक नए हिमयुग में प्रवेश करेंगे।

बेहोश युवा सूरज

पैमाना: कोई कुल तापमान प्रभाव नहीं

समय: स्थायी

अल्पकालिक उतार-चढ़ाव के बावजूद, सूर्य की चमक समग्र रूप से 0.009% प्रति मिलियन वर्ष बढ़ जाती है, और 4.5 अरब साल पहले सौर मंडल के जन्म के बाद से, इसमें 48% की वृद्धि हुई है।

वैज्ञानिकों का मानना है कि युवा सूर्य की कमजोरी से, इसका पालन करना चाहिए कि पृथ्वी अपने अस्तित्व के पहले आधे हिस्से के लिए जमी रही। इसी समय, विरोधाभासी रूप से, भूवैज्ञानिकों ने 3.4 बिलियन वर्ष की आयु की चट्टानों की खोज की है, जो लहरों के साथ पानी में बनी हैं। प्रारंभिक पृथ्वी की अप्रत्याशित रूप से गर्म जलवायु कुछ कारकों के संयोजन के कारण प्रतीत होती है: कम भूमि कटाव, साफ आसमान, छोटे दिन, और पृथ्वी को ऑक्सीजन युक्त वातावरण मिलने से पहले वातावरण की एक विशेष संरचना।

पृथ्वी के अस्तित्व के दूसरे भाग में अनुकूल परिस्थितियाँ, सूर्य की चमक में वृद्धि के बावजूद, एक विरोधाभास की ओर नहीं ले जाती हैं: पृथ्वी का अपक्षय थर्मोस्टेट पृथ्वी को स्थिर करते हुए, अतिरिक्त सूर्य के प्रकाश के प्रभावों का प्रतिकार करता है।

कार्बन डाइऑक्साइड और अपक्षय थर्मोस्टेट

पैमाना: अन्य परिवर्तनों का प्रतिकार करता है

समय: 100,000 वर्ष या उससे अधिक

पृथ्वी की जलवायु का मुख्य नियामक लंबे समय से वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर रहा है, क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड एक सतत ग्रीनहाउस गैस है जो गर्मी को अवरुद्ध करती है, इसे ग्रह की सतह से ऊपर उठने से रोकती है।

ज्वालामुखी, मेटामॉर्फिक चट्टानें और क्षीण तलछट में कार्बन ऑक्सीकरण सभी कार्बन डाइऑक्साइड को आकाश में उत्सर्जित करते हैं, और सिलिकेट चट्टानों के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाएं वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाती हैं, जिससे चूना पत्थर बनता है।इन प्रक्रियाओं के बीच संतुलन थर्मोस्टेट की तरह काम करता है, क्योंकि जब जलवायु गर्म होती है, तो कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने में रासायनिक प्रतिक्रियाएं अधिक प्रभावी होती हैं, इस प्रकार वार्मिंग को धीमा कर देती हैं। जब जलवायु ठंडी होती है, तो इसके विपरीत प्रतिक्रियाओं की दक्षता कम हो जाती है, जिससे शीतलन की सुविधा होती है। नतीजतन, लंबे समय तक, पृथ्वी की जलवायु अपेक्षाकृत स्थिर रही, जो रहने योग्य वातावरण प्रदान करती है। विशेष रूप से, सूर्य की बढ़ती चमक के परिणामस्वरूप औसत कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर लगातार गिर रहा है।

हालांकि, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की वृद्धि पर प्रतिक्रिया करने के लिए अपक्षय थर्मोस्टैट को सैकड़ों लाखों वर्ष लगते हैं। पृथ्वी के महासागर अतिरिक्त कार्बन को तेजी से अवशोषित और हटाते हैं, लेकिन इस प्रक्रिया में भी सहस्राब्दियों का समय लगता है - और समुद्र के अम्लीकरण के जोखिम के साथ इसे रोका जा सकता है। हर साल, ज्वालामुखियों के फटने की तुलना में जीवाश्म ईंधन जलने से लगभग 100 गुना अधिक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जित होता है - महासागर और अपक्षय विफल हो जाते हैं - इसलिए जलवायु गर्म हो जाती है और महासागर अम्लीकृत हो जाते हैं।

विवर्तनिक बदलाव

पैमाना: पिछले 500 मिलियन वर्षों में लगभग 30 डिग्री सेल्सियस

समय: लाखों साल

पृथ्वी की पपड़ी के भूमि द्रव्यमान की गति धीरे-धीरे अपक्षय थर्मोस्टैट को एक नई स्थिति में ले जा सकती है।

पिछले 50 मिलियन वर्षों से, ग्रह ठंडा रहा है, टेक्टोनिक प्लेट टकराव, रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील चट्टानों जैसे बेसाल्ट और ज्वालामुखी राख को गर्म आर्द्र उष्णकटिबंधीय में धकेल रहा है, जिससे प्रतिक्रियाओं की दर बढ़ रही है जो आकाश से कार्बन डाइऑक्साइड को आकर्षित करती है। इसके अलावा, पिछले 20 मिलियन वर्षों में, हिमालय, एंडीज, आल्प्स और अन्य पहाड़ों के उदय के साथ, कटाव की दर दोगुनी से अधिक हो गई है, जिससे अपक्षय में तेजी आई है। एक अन्य कारक जिसने शीतलन प्रवृत्ति को तेज किया, वह 35.7 मिलियन वर्ष पहले अंटार्कटिका से दक्षिण अमेरिका और तस्मानिया का अलग होना था। अंटार्कटिका के चारों ओर एक नया महासागरीय प्रवाह बना है, और इसने पानी और प्लवक के संचलन को तेज कर दिया है, जो कार्बन डाइऑक्साइड की खपत करता है। नतीजतन, अंटार्कटिका की बर्फ की चादरें काफी बढ़ गई हैं।

इससे पहले, जुरासिक और क्रेटेशियस काल के दौरान, डायनासोर अंटार्कटिका में घूमते थे, क्योंकि इन पर्वत श्रृंखलाओं के बिना, बढ़ी हुई ज्वालामुखी गतिविधि ने कार्बन डाइऑक्साइड को लगभग 1,000 भागों प्रति मिलियन (आज 415 से ऊपर) के स्तर पर रखा। इस बर्फ मुक्त दुनिया में औसत तापमान अब की तुलना में 5-9 डिग्री सेल्सियस अधिक था, और समुद्र का स्तर 75 मीटर अधिक था।

क्षुद्रग्रह जलप्रपात (चिक्शुलुब)

पैमाना: पहले लगभग 20 डिग्री सेल्सियस ठंडा करें, फिर 5 डिग्री सेल्सियस गर्म करें

समय: सदियों की ठंडक, 100,000 साल की गर्माहट

पृथ्वी पर क्षुद्रग्रह प्रभावों के डेटाबेस में 190 क्रेटर हैं। उनमें से कोई भी पृथ्वी की जलवायु पर ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं था, क्षुद्रग्रह चिक्शुलुब के अपवाद के साथ, जिसने मेक्सिको के हिस्से को नष्ट कर दिया और 66 मिलियन वर्ष पहले डायनासोर को मार डाला। कंप्यूटर सिमुलेशन से पता चलता है कि चिक्शुलुब ने सूर्य के प्रकाश को ग्रहण करने और पृथ्वी को 20 डिग्री सेल्सियस से अधिक ठंडा करने और महासागरों को अम्लीकृत करने के लिए ऊपरी वायुमंडल में पर्याप्त धूल और सल्फर फेंका है। ग्रह को अपने पिछले तापमान पर लौटने में सदियाँ लगीं, लेकिन फिर नष्ट हुए मैक्सिकन चूना पत्थर से वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड के प्रवेश के कारण यह एक और 5 डिग्री गर्म हो गया।

भारत में ज्वालामुखीय गतिविधि ने जलवायु परिवर्तन को कैसे प्रभावित किया और सामूहिक विलोपन विवादास्पद बना हुआ है।

विकासवादी परिवर्तन

पैमाना: घटना पर निर्भर, देर से ऑर्डोवियन काल (445 मिलियन वर्ष पूर्व) में लगभग 5 डिग्री सेल्सियस ठंडा

समय: लाखों साल

कभी-कभी जीवन की नई प्रजातियों का विकास पृथ्वी के थर्मोस्टेट को रीसेट कर देगा। उदाहरण के लिए, प्रकाश संश्लेषक साइनोबैक्टीरिया, जो लगभग 3 अरब साल पहले पैदा हुआ था, ने टेराफॉर्मिंग की प्रक्रिया शुरू की, ऑक्सीजन जारी किया। जैसे-जैसे वे फैलते गए, 2.4 अरब साल पहले वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ रही थी, जबकि मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर में तेजी से गिरावट आई।200 मिलियन वर्षों के दौरान, पृथ्वी कई बार "स्नोबॉल" में बदल गई है। 717 मिलियन वर्ष पहले, समुद्र के जीवन का विकास, रोगाणुओं से बड़ा, स्नोबॉल की एक और श्रृंखला शुरू हुई - इस मामले में, जैसे जीवों ने समुद्र की गहराई में डिट्रिटस को छोड़ना शुरू कर दिया, वातावरण से कार्बन ले लिया और इसे गहराई में छिपा दिया।

जब ऑर्डोवियन काल में लगभग 230 मिलियन वर्ष बाद सबसे पहले भूमि के पौधे दिखाई दिए, तो उन्होंने पृथ्वी के जीवमंडल का निर्माण करना शुरू कर दिया, महाद्वीपों पर कार्बन को दफन कर दिया और भूमि से पोषक तत्व निकाले - वे महासागरों में धोए गए और वहां जीवन को भी प्रेरित किया। ऐसा प्रतीत होता है कि इन परिवर्तनों के कारण हिम युग आया, जो लगभग 445 मिलियन वर्ष पहले शुरू हुआ था। बाद में, डेवोनियन काल में, पेड़ों के विकास, पहाड़ के निर्माण के साथ, कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर और तापमान को और कम कर दिया, और पैलियोज़ोइक हिमयुग शुरू हुआ।

बड़े आग्नेय प्रांत

पैमाना: 3 से 9 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होना

समय: सैकड़ों हजारों साल

लावा और भूमिगत मैग्मा की महाद्वीपीय बाढ़ - तथाकथित बड़े आग्नेय प्रांत - के परिणामस्वरूप एक से अधिक सामूहिक विलुप्ति हुई है। इन भयानक घटनाओं ने पृथ्वी पर हत्यारों (अम्लीय वर्षा, अम्ल कोहरे, पारा विषाक्तता और ओजोन रिक्तीकरण सहित) के एक शस्त्रागार को खोल दिया, और ग्रह के गर्म होने का कारण बना, वातावरण में भारी मात्रा में मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़ दिया - उनकी तुलना में तेज़ थर्मोस्टेट अपक्षय को संभाल सकता है।

252 मिलियन वर्ष पहले पर्म तबाही के दौरान, जिसने 81% समुद्री प्रजातियों को नष्ट कर दिया, भूमिगत मैग्मा ने साइबेरियाई कोयले में आग लगा दी, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री को 8,000 भागों प्रति मिलियन तक बढ़ा दिया और तापमान को 5-9 डिग्री सेल्सियस तक गर्म कर दिया। पैलियोसीन-इओसीन थर्मल मैक्सिमम, 56 मिलियन वर्ष पहले की एक छोटी घटना, ने उत्तरी अटलांटिक में तेल क्षेत्रों से मीथेन बनाया और इसे आकाश की ओर भेजा, ग्रह को 5 डिग्री सेल्सियस गर्म किया और समुद्र को अम्लीकृत किया। इसके बाद, आर्कटिक तटों पर ताड़ के पेड़ उग आए और घड़ियाल बस गए। जीवाश्म कार्बन का समान उत्सर्जन देर से ट्रायसिक और प्रारंभिक जुरासिक में हुआ - और ग्लोबल वार्मिंग, महासागर मृत क्षेत्रों और महासागर अम्लीकरण में समाप्त हो गया।

यदि इनमें से कोई भी आपको परिचित लगता है, तो इसका कारण यह है कि आज मानवजनित गतिविधियों के समान परिणाम हैं।

ट्राइसिक-जुरासिक विलुप्त होने वाले शोधकर्ताओं के एक समूह ने अप्रैल में नेचर कम्युनिकेशंस पत्रिका में नोट किया: "हम अनुमान लगाते हैं कि ट्राइसिक के अंत में प्रत्येक मैग्मा पल्स द्वारा वायुमंडल में उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा मानवजनित उत्सर्जन के पूर्वानुमान के बराबर है। 21 वीं सदी।"