Zmeny klímy sa stali poprednou vedeckou témou, ktorá prirodzene púta pozornosť najširšej verejnosti. O reálnosti globálneho otepľovania sa už nedá pochybovať. U nás ho názorne dokladajú anomálne letné horúčavy posledného desaťročia, najvyššie za celých 150 rokov priameho merania teploty.
Stále však nevedno, do akej miery za to môže príroda a nakoľko priemyselné a poľnohospodárske činnosti človeka.
Téma vstúpila aj na scénu medzinárodnej politiky a cez Kjótsky protokol ašpiruje na vážne zásahy do svetovej ekonomiky.
Čo nám hovorí história
Z prírodovedného hľadiska nie je súčasné globálne otepľovanie výnimočné. Podobné teplotné režimy sa už v minulosti vyskytli veľakrát, naposledy koncom stredoveku, približne medzi rokmi 900–1300. Vtedy sa napríklad v Škótsku pestovala vínna réva, na Islande pšenica, v Škandinávii pustošili úrodu kobylky a Vikingovia osídlili Grónsko. V 14.–15. storočí sa ochladilo. Nastúpila tzv. Malá doba ľadová so zvlášť tuhými zimami. V 19. storočí plynulo prešla do dodnes pokračujúceho otepľovania. Keďže sa otepľovalo aj v predpriemyselnej ére, museli byť v pozadí najmä prírodné príčiny. Príspevok človeka však neslobodno podceňovať.
Keď vedci zhrnuli nepriame údaje o minulom vývoji klímy, súčasný trend otepľovania ich až tak neznepokojil. Mnohým z nich sa ako hrozivé javia skôr relatívne krátke, niekoľko storočí až zhruba tisíc rokov trvajúce epizódy prudkého ochladenia počas výstupu z poslednej doby ľadovej. Za rozvoj civilizácie na báze poľnohospodárstva totiž vďačíme predovšetkým (napriek všetkým výkyvom) pomerne stabilnej klíme od skončenia poslednej doby ľadovej pred asi 13 000 rokmi. Spomenuté prudké ochladenia zrejme súvisia s dosiaľ celkom nepoznanými javmi v severnom Atlantiku. Čosi také sa môže v zásade kedykoľvek zopakovať. Našou civilizáciou by to iste poriadne otriaslo.
„Ľadovne“ a „skleníky“
Aké základné faktory určujú dlhodobý vývoj klímy? Na to sa pokúsili odpovedať izraelský astrofyzik Nir Shaviv z Hebrew University of Jerusalem a kanadský geochemik Ján Veizer z University of Ottawa (súčasne pôsobí v Nemecku na Ruhr-Universität Bochum). Preskúmali zmeny pozemskej klímy v najdlhšom časovom meradle, zaujímavom z hľadiska pozemského života v pravom slova zmysle – teda veľkých živočíchov a rastlín. Veľké organizmy sa na Zemi vyskytujú od začiatku prvohôr pred 545 miliónmi rokov (mikrobiálny život je na Zemi vyše 3,5 miliardy rokov). Táto éra zložitého života sa volá fanerozoikum. O výsledkoch napísali v júlovom čísle časopisu Geological Society of America Today.
Vo fanerozoiku sa typicky striedali desiatky miliónov rokov dlhé prevažne chladné a prevažne teplé obdobia („ľadovne“ verzus „skleníky“). Na ich pozadí potom klíma krátkodobejšie oscilovala – príkladom sú ústupy a postupy ľadovcových štítov (doby ľadové) v poslednom milióne rokov. Zvyčajne sa to vysvetľovalo komplexom pozemských faktorov, ako je geografické rozloženie kontinentov, štruktúra oceánskych prúdov a zloženie atmosféry. Za hlavný faktor, pôsobiaci vo všetkých časových meradlách, vedci napokon začali považovať atmosférický obsah oxidu uhličitého. No odhady zmien tohto obsahu vo fanerozoiku sa od zmien klímy odchyľovali. Oxid uhličitý zjavne nebol jediným faktorom. Čo ešte mohlo pôsobiť tak výrazne?
Vesmírna spojka
Obsahy izotopov kyslíka v rôznych vzorkách odhalili prevládajúci klimatický cyklus s periódou zhruba 135 miliónov rokov. To nemohol vysvetliť žiadny pozemský jav, najmä pre hladký, takmer ideálne sínusový priebeh cyklu. Naznačoval, že ide o pozemský odraz nejakého vesmírneho javu. V časových meradlách od dní až po tisícročia obsahy izotopov berýlia a uhlíka preukazujú prinajmenšom čiastočný podiel vesmíru na zmenách klímy. Osobitne rast slnečnej aktivity, prejavujúci sa zvýšením odtoku častíc z povrchu Slnka (tzv. slnečný vietor), zoslabuje tok kozmických lúčov, prichádzajúcich k Zemi z Mliečnej cesty. Množstvo kozmických lúčov je zasa priamo úmerné celoplanetárnemu rozsahu nízkej oblačnosti.
Aby sme si vedeli lepšie predstaviť, ako to funguje, pozrime si nasledujúcu jednoduchú rovnicu: Zvýšená slnečná aktivita = viac tepla + silnejší slnečný vietor = zoslabenie kozmických lúčov = menej nízkej oblačnosti (kozmické lúče vytvárajú v ovzduší elektricky nabité aerosoly, ktoré slúžia ako kondenzačné jadrá pre kvapôčky vody, z ktorých sa skladajú oblaky) = menšia miera odrazu slnečného žiarenia späť do vesmíru = teplejšia klíma. Nižšia slnečná aktivita pôsobí opačne. No Slnko samo osebe na vysvetlenie hladkého cyklického priebehu klimatických zmien vo fanerozoiku nestačí. Treba akýsi zosilňovač v podobe kolísania toku kozmických lúčov z Mliečnej cesty. Čo platí o Slnku, platí v menšej miere aj o obsahu oxidu uhličitého. Stále je otázne, do akej miery sú zmeny atmosférického obsahu tohto plynu príčinou alebo dôsledkom klimatických zmien. Prvé totiž v minulosti zaostávali za druhými o stáročia. Nie je to napokon tak, že oxid uhličitý klimatickú zmenu iba zosilňuje?
Akú úlohu hrá Mliečna cesta
Shaviv a Veizer si myslia, že zmeny klímy v dlhom časovom meradle najlepšie možno vysvetliť kolísaním množstva kozmických lúčov, ktoré prichádzajú k Zemi, pri prechodoch slnečnej sústavy špirálnymi ramenami Mliečnej cesty. Opakujú sa po zhruba 143 miliónoch rokov, čo je v rámci rozpätia chýb dĺžky cyklu zmien klímy vo fanerozoiku. Veľa kozmických lúčov spôsobuje chladné obdobia („ľadovne“), málo teplé („skleníky“).
V meradle medziročných až viactisícročných výkyvov rozhoduje vplyv slnečnej aktivity na množstvo kozmických lúčov vstupujúcich do atmosféry. K tomu sa pridávajú vplyvy zmien prvkov obežnej dráhy Zeme okolo Slnka a sklonu rotačnej osi Zeme.
Dôležité je, že podľa Shaviva a Veizera sa v globálnej klíme prejavuje stabilizujúca záporná spätná väzba. Jej „výkonným orgánom“ je práve priemerná celoplanetárna oblačná pokrývka. Zmena klimatickej rovnováhy pribúdaním oxidu uhličitého v atmosfére tak môže trvať oveľa dlhšie, ako naznačujú súčasné modely klímy.
