Действительно ли сейчас жарче, чем когда-либо за последние 100 000 лет?

По мере того, как палящая жара охватывает большие участки Земли, некоторые люди пытаются представить экстремальные температуры и задаются вопросом: когда раньше на планете было так жарко?

В глобальном масштабе в 2023 году были одни из самых жарких дней по современным измерениям, но как насчет того, что было раньше, до появления метеостанций и спутников?

Некоторые новостные агентства сообщают, что дневная температура достигла максимума за 100 000 лет. Хотя это утверждение вполне может быть правильным, нет подробных температурных записей за 100 000 лет, поэтому мы не знаем наверняка.

Вот что мы можем с уверенностью сказать о том, когда Земля в последний раз была такой горячей.

Новое климатическое состояние

Несколько лет назад ученые пришли к выводу, что Земля вошла в новое климатическое состояние, которого не было более 100 000 лет. Этот вывод был частью отчета об оценке климата, опубликованного Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) в 2021 году.

Земля уже была более чем на 1 градус Цельсия теплее, чем в доиндустриальные времена, а уровень парниковых газов в атмосфере был достаточно высок, чтобы температура оставалась высокой в ​​течение длительного времени.

Даже при самых оптимистичных сценариях будущего, в которых люди перестанут сжигать ископаемые виды топлива и сократят выбросы других парниковых газов, средняя глобальная температура, скорее всего, останется как минимум на 1 ° C выше доиндустриальных температур, а возможно, и намного выше, в течение нескольких столетий.

Это новое климатическое состояние, характеризующееся многовековым глобальным потеплением на 1 ° С и выше, можно надежно сопоставить с температурными реконструкциями очень далекого прошлого.

Как климатологи узнают температуру в прошлом

Чтобы реконструировать температуру до появления термометров, ученые-палеоклиматологи полагаются на информацию, хранящуюся в различных природных архивах.

Самый распространенный архив, насчитывающий много тысячелетий, находится на дне озер и океанов, где набор биологических, химических и физических доказательств дает ключи к разгадке прошлого. Эти материалы постоянно накапливаются с течением времени, и их можно проанализировать, извлекая керн отложений со дна озера или океана.

Такие записи на основе отложений являются богатыми источниками информации, которые позволили ученым-палеоклиматологам реконструировать прошлые глобальные температуры, но они имеют важные ограничения.

Во-первых, донные течения и роющие организмы могут перемешивать отложения, стирая любые кратковременные скачки температуры. Во-вторых, временная шкала для каждой записи точно неизвестна, поэтому, когда несколько записей усредняются вместе для оценки прошлой глобальной температуры, мелкомасштабные колебания могут быть потеряны.

Из-за этого ученые неохотно сравнивают долгосрочные записи прошлой температуры с краткосрочными экстремальными значениями.

Оглядываясь назад на десятки тысяч лет

Средняя глобальная температура Земли колебалась между ледниковыми и межледниковыми условиями циклами, длящимися около 100 000 лет, в основном из-за медленных и предсказуемых изменений на орбите Земли с сопутствующими изменениями концентрации парниковых газов в атмосфере.

В настоящее время мы находимся в межледниковом периоде, который начался около 12 000 лет назад, когда ледяные щиты отступили, а количество парниковых газов увеличилось.

Глядя на этот 12 000-летний межледниковый период, глобальная температура, усредненная за несколько столетий, могла достичь пика примерно около 6 000 лет назад , но, согласно отчету МГЭИК, вероятно, не превышала уровень глобального потепления на 1 градус в тот момент. Другая работа показала, что средние глобальные температуры продолжали расти в межледниковый период. Это предмет активных исследований.

Это означает, что мы должны оглянуться назад, чтобы найти время, которое могло быть таким же теплым, как сегодня.

Последний ледниковый период длился почти 100 000 лет. Нет никаких доказательств того, что долгосрочные глобальные температуры достигли доиндустриального базового уровня когда-либо в течение этого периода.

Если мы посмотрим еще дальше, на предыдущий межледниковый период, пик которого пришелся на 125 000 лет назад, мы найдем свидетельства более высоких температур. Данные свидетельствуют о том, что долгосрочная средняя температура, вероятно, была не более чем на 1,5 ° C  выше доиндустриального уровня — ненамного выше текущего уровня глобального потепления.

Средний плиоцен и климат будущего

Без быстрого и устойчивого сокращения выбросов парниковых газов Земля в настоящее время находится на пути к достижению температуры примерно на 3 ° C выше доиндустриального уровня к концу века, а возможно, и намного выше.

В этот момент нам нужно было бы оглянуться на миллионы лет назад, чтобы найти климатическое состояние с такой же высокой температурой.

Это вернет нас в предыдущую геологическую эпоху, в плиоцен. В эпоху плиоцена (от 5,3 до 2,6 млн лет назад) климат Земли стал более прохладным и сухим, а также более сезонным, что ознаменовало переход от относительно теплого миоцена к более прохладному плейстоцену. Уровни углекислого газа были такими же, как сегодня (концентрация в среднем плиоцене оценивается примерно в 400 ppmv).

Однако глобальная средняя температура в середине плиоцена (3,3–3 млн лет) была на 2–3 °C выше, чем сегодня, глобальный уровень моря на 25 метров выше, а ледяной щит северного полушария был эфемерным до начала обширного оледенения над Гренландией, которое произошло в позднем плиоцене около 3 млн лет назад. Кроме того, постоянное Эль-Ниньо существовало в начале-середине плиоцена.

Моделирование климата среднего плиоцена дает более теплые условия в средних и высоких широтах, на 10–20 ° C теплее, чем сегодня, выше 70 ° северной широты. Они также указывают на незначительные колебания температуры в тропиках.

Основанные на моделях биомы в целом согласуются с палеоботаническими данными плиоцена, указывающими на смещение тундры и тайги на север и расширение саванн и лесов с умеренным климатом в Африке и Австралии.