Тысячелетия назад древние земледельцы расчищали землю, чтобы сажать пшеницу и кукурузу, картофель и кабачки. Они затопили поля, чтобы вырастить рис. Они стали разводить скот. И по незнанию они, возможно, коренным образом изменили климат Земли.
Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, предоставляет новые доказательства того, что древние методы ведения сельского хозяйства привели к увеличению выбросов в атмосферу удерживающих тепло газов углекислого газа и метана - рост, который продолжается с тех пор, в отличие от тенденции в любое другое время в геологической истории Земли.
Это также показывает, что без этого человеческого влияния к началу промышленной революции планета, вероятно, двигалась бы к новому ледниковому периоду.
«Если бы не раннее земледелие, климат Земли сегодня был бы значительно прохладнее», - говорит ведущий автор Стивен Ваврус, старший научный сотрудник Центра климатических исследований Университета Висконсин-Мэдисон в Институте окружающей среды Нельсона. Исследования. «Древние корни земледелия производили достаточно углекислого газа и метана, чтобы влиять на окружающую среду».
Выводы основаны на сложной климатической модели, которая сравнивает наш текущий геологический период времени, называемый голоценом, с аналогичным периодом 800 000 лет назад. Они показывают, что более ранний период, названный MIS19, был уже на 2,3 градуса по Фаренгейту (1,3 °C) холоднее в глобальном масштабе, чем эквивалентное время голоцена, около 1850 года. Этот эффект был бы более выражен в Арктике, где, как показывает модель, температура была Холоднее на 9-11 градусов по Фаренгейту.
Используя реконструкцию климата, основанную на данных ледяных кернов, модель также показала, что, хотя MIS19 и голоцен начинались с одинаковых концентраций углекислого газа и метана, в MIS19 наблюдалось общее устойчивое падение обоих парниковых газов, в то время как голоцен изменил направление 5, 000 лет назад, достигнув пиковых концентраций обоих газов к 1850 году. Исследователи намеренно отсекли модель в начале промышленной революции, когда источников выбросов парниковых газов стало гораздо больше.
На протяжении большей части 4,5-миллиардной истории Земли ее климат в значительной степени определялся природным явлением, известным как циклы Миланковича, периодические изменения формы орбиты Земли вокруг Солнца, которая колеблется от более круглой к более эллиптическая - и то, как Земля качается и наклоняется вокруг своей оси.
Астрономы могут точно рассчитать эти циклы, и их также можно наблюдать в геологических и палеоэкологических записях. Циклы влияют на распределение солнечного света на планете, что приводит к холодным ледниковым периодам или ледниковым периодам, а также к более теплым межледниковым периодам. Последний ледниковый период закончился примерно 12 000 лет назад, и с тех пор Земля пережила голоцен, межледниковый период. Голоцен и MIS19 имеют схожие характеристики цикла Миланковича.
Все другие изученные учеными межледниковые периоды, в том числе MIS19, начинаются с более высоких уровней углекислого газа и метана, которые постепенно снижаются в течение тысяч лет, что приводит к более прохладным условиям на Земле. В конечном итоге условия остывают до такой степени, что начинается оледенение.
Пятнадцать лет назад соавтор исследования Уильям Раддиман, почетный палеоклиматолог Университета Вирджинии, изучал метан и углекислый газ, попавшие в антарктические льды на десятки тысяч лет назад, когда он заметил что-то необычное.
Я заметил, что концентрации метана начали уменьшаться примерно 10 000 лет назад, а затем изменили направление 5 000 лет назад, и я также отметил, что углекислый газ также начал уменьшаться примерно 10 000 лет назад, а затем изменил направление примерно 7 000 лет назад. 000 лет назад», - говорит Раддиман.«Это насторожило меня, что было что-то странное в этом межледниковье… единственное объяснение, которое я смог придумать, это раннее земледелие, которое выбрасывало парниковые газы в атмосферу, и это было началом всего».
Раддиман назвал это гипотезой раннего антропогенеза, и недавно появился ряд исследований, предполагающих ее правдоподобие. Они документируют массовое обезлесение в Европе, начавшееся около 6000 лет назад, появление крупных фермерских поселений в Китае 7000 лет назад, а также распространение рисовых полей - надежных источников метана - по всей северо-восточной Азии 5000 лет назад.
Раддиман и другие также работали над проверкой гипотезы. Он много лет сотрудничал с Ваврусом, экспертом по моделированию климата, и в их новейшем исследовании использовалась модель 4 климатической системы сообщества для моделирования того, что произошло бы в голоцене, если бы не сельское хозяйство человека. Он предлагает более высокое разрешение, чем модели климата, которые команда использовала ранее, и дает новое представление о физических процессах, лежащих в основе оледенения.
Например, в моделировании MIS19 оледенение началось с сильного похолодания в Арктике и последующего расширения морского льда и круглогодичного снежного покрова. Модель показала это начало в районе, известном как Канадский архипелаг, который включает Баффинову землю, где летние температуры упали более чем на 5 градусов по Фаренгейту.
"Это согласуется с геологическими данными", - говорит Ваврус.
Сегодня Арктика нагревается. Но прежде чем мы восхваляем древних земледельцев за то, что они предотвратили глобальный холод, Ваврус и Раддиман предупреждают, что это фундаментальное изменение нашего глобального климатического цикла - неизведанная территория.
«Люди говорят, что (наша работа) посылает неверный сигнал, но наука ведет вас туда, куда она вас ведет», - говорит Ваврус. «Сейчас все так далеко от нормы, последние 2000 лет были настолько вне естественных границ, мы так далеко за пределами естественного».
Реальность такова, что мы не знаем, что будет дальше. А ледники долгое время служили основным источником пресной воды на Земле.
"В сообществе ученых-климатологов существует достаточно полное согласие в том, что мы остановили следующее оледенение на долгое, обозримое будущее, потому что, даже если мы прекратим выбрасывать углекислый газ в атмосферу, то, что мы имеем сейчас, останется, ", - говорит Раддиман. «Феноменальный факт заключается в том, что мы, возможно, остановили основной цикл климата Земли, и мы застряли во все более и более теплом и более теплом межледниковье».