Az elmúlt 700 millió évben a Föld többször is szinte teljesen jégbe fagyott, máskor pedig évmilliókon át egyik sarkpontján sem volt állandó jégtakaró, vagyis az éghajlat valójában mindig is változásban volt.

A klímaváltozásról szóló vitákban ezért gyakran elhangzik, hogy a jégkorszakok és a meleg időszakok váltakozása természetes folyamat, és a mostani melegedés sem különbözik attól, ami korábban történt. Mit mutat valójában a Föld éghajlatának története, ha évmilliók távlatából próbáljuk áttekinteni, és mi az, ami a mai változásban tényleg újdonságnak számít?

Évek százmilliói: a hógolyó-Föld

A kriogén időszakban, nagyjából 720 és 635 millió évvel ezelőtt a jégtakaró legalább két alkalommal egészen az Egyenlítő közeléig ért, és a kutatók ezt az állapotot hógolyó-Földnek nevezik. A bolygó ekkor a hideg legszélsőségesebb formáját élte meg, amiből a vulkánok által évmilliók alatt felhalmozott szén-dioxid melegítette fel újra.

A másik véglet 56 millió évvel ezelőtt következett be, a paleocén és az eocén kor határán. Ekkor a légkör szén-dioxid-tartalma néhány ezer év alatt körülbelül 900-ról 2000 ppm-re nőtt, a globális átlaghőmérséklet pedig nagyjából 5 °C-kal emelkedett. A ppm a milliomodrész rövidítése, így a 2000 ppm azt jelenti, hogy a levegő minden egymillió részecskéjéből kétezer volt szén-dioxid, vagyis minden ötszázadik.

Ez az esemény a földtörténet egyik legjobban kutatott felmelegedése, mert a mai helyzethez hasonlóan itt is nagy mennyiségű szén jutott a légkörbe. Richard Zeebe és munkatársai 2016-os számítása szerint a szén ekkor legalább 4000 év alatt szabadult fel, évente legfeljebb 1,1 milliárd tonnás ütemben. Az emberi kibocsátás viszont már 2014-ben elérte az évi nagyjából 10 milliárd tonna szenet.

Amikor a Déli-sarkvidék jégbe fagyott

Nagyjából 34 millió évvel ezelőtt, az eocén és az oligocén kor határán kezdett kialakulni az Antarktisz állandó jégtakarója, ami azóta is a bolygó legnagyobb jégtömege. Robert DeConto és David Pollard 2003-as modellje szerint az eljegesedést elsősorban az indította el, hogy a légkör szén-dioxid-tartalma egy küszöbérték alá csökkent, az óceáni átjárók megnyílása pedig ebben kisebb szerepet játszott.

A földtörténeti léptékben tehát a szén-dioxid a bolygó egyik fő hőszabályozója volt. Ha a mennyisége tartósan nőtt, a Föld a felmelegedés felé mozdult, ha csökkent, akkor a jégkorszak irányába, és ez az összefüggés évtízmilliókon át újra meg újra kirajzolódik a kőzetekben.

A Föld pályája diktálja a ritmust

A negyedidőszak 2,58 millió éve kezdődött, és azóta hosszú jégkorszakok és rövidebb meleg időszakok, úgynevezett interglaciálisok váltják egymást. A ritmust a Föld pályájának lassú változásai adják, hiszen a pálya alakja nagyjából 100 000, a tengely dőlésszöge körülbelül 41 000, a tengely irányának lassú billegése pedig nagyjából 23 000 éves ciklusban változik.

Ezt a ciklusrendszert Milutin Milanković szerb mérnökről és csillagászról nevezték el, aki az 1900-as évek első felében kiszámolta, hogyan módosítják ezek a változások a Földet érő napfényt. A bizonyítékot James Hays, John Imbrie és Nicholas Shackleton szolgáltatta 1976-ban, amikor az óceáni üledékekben pontosan ezeket a periódusokat mutatták ki.

A pálya változása önmagában csak lökést ad, a jégkorszakok és a meleg időszakok közötti nagy kilengést a szén-dioxid és a jég visszacsatolása erősíti fel. Az antarktiszi jégfuratok buborékjai 800 000 évre visszamenőleg őrzik a régi levegőt, és ezalatt a szén-dioxid-tartalom nagyjából 172 és 300 ppm között ingadozott. 2025-ben viszont a hawaii Mauna Loa mérőállomás éves átlaga 427,35 ppm volt.

Lösz és tundra a Kárpát-medencében

Az utolsó jégkorszak tetőzése nagyjából 23 000 és 19 000 évvel ezelőtt volt. Jessica Tierney és munkatársai 2020-as rekonstrukciója szerint a Föld átlaghőmérséklete ekkor körülbelül 6 °C-kal volt alacsonyabb a mainál, a tengerszint pedig 125-134 méterrel a mostani alatt állt. Ez a 6 fok elég volt ahhoz, hogy Észak-Európát kilométeres vastagságú jég borítsa.

A Kárpát-medencében ekkor nem volt jégtakaró, a táj viszont hideg sztyepp, tundra és szórványos fák mozaikja volt, a szél ekkor rakta le azt a finom port, amiből a lösz lett. Lösz és löszszerű üledék ma Magyarország területének nagyjából harmadát borítja, a paksi téglagyári feltárásban pedig közel 50 méter vastag rétegsor őrzi ezt a történetet, több mint tíz eltemetett talajszinttel.

Sümegi Pál csigaleletekre épülő becslése szerint a júliusi középhőmérséklet a medencében ekkor 11–14 °C körül lehetett, ami ma Észak-Skandinávia nyarára jellemző. A lösz képződése nagyjából 12 000–10 000 évvel ezelőtt ért véget, amikor beköszöntött a mostani meleg időszak, a holocén.

Évszázadokkal ezelőtt: a kis jégkorszak

Az emberi történelem legismertebb hideg szakasza, a kis jégkorszak nagyjából 1450 és 1850 közé esett, a globális lehűlés azonban ekkor jóval kisebb volt, mint ahogy a festményeken befagyott folyók sugallják. Raphael Neukom és munkatársai 2019-ben az elmúlt 2000 év éghajlatát elemezték, és azt találták, hogy a leghidegebb szakasz a Föld különböző pontjain más-más évszázadra esett. A Csendes-óceán középső és keleti részén a 15. század volt a leghidegebb, Északnyugat-Európában a 17., a legtöbb más régióban pedig a 19. század közepe.

Ugyanez az elemzés mutatta ki, hogy a 20. század a földfelszín több, mint 98 %-án a legmelegebb időszak volt az elmúlt két évezredben. A korábbi meleg és hideg szakaszok regionálisak és időben elcsúsztak ugyan, de a mostani felmelegedés viszont az első, ami egyszerre jelentkezik szinte az egész bolygón.

A mostani klímaváltozás normális?

Éppen, hogy a Föld éghajlatának története mutatja meg, miért aggasztó a mostani változás. A múltban ugyanazok a tényezők hatottak az éghajlat változására, amiket ma is mérünk, és a jégkorszakok tanulsága éppen az, hogy a szén-dioxid mennyisége erősen befolyásolja a bolygó hőmérsékletét.

A különbség a sebességben és az okban rejlik, hiszen az IPCC, vagyis az ENSZ éghajlatváltozási kormányközi testülete szerint a légkör szén-dioxid-tartalma ma magasabb, mint bármikor az elmúlt legalább 2 millió évben. A szén ráadásul ma nagyjából tízszer gyorsabban jut a levegőbe, mint az 56 millió évvel ezelőtti nagy felmelegedéskor, és ezúttal nem a vulkánok, hanem a fosszilis tüzelőanyagok elégetése a felelős.

A harmadik különbség rólunk szól, mert a földművelés és a városok a holocén, vagyis az elmúlt nagyjából 12 000 év szokatlanul stabil éghajlatán alakultak ki. Erre a stabilitásra épül ma az élelmiszertermelésünk, a vízellátásunk és a tengerpartokon élő emberek százmillióinak biztonsága is.

Reidar Müller norvég geológus, az Oslói Egyetem Földtudományi Intézetének kutatója, aki újságíróként is végzettséget szerzett, rendszeresen ír ismeretterjesztő cikkeket az Aftenposten napilapba. A Tűz és jég című könyve 2022-ben jelent meg Norvégiában, és abból indul ki, hogy a Föld éghajlata mindig is a felmelegedés és a jégkorszak állapota között ingázott.

A kötet a földtörténet hosszú léptékétől halad az emberi történelmet formáló változásokig, és bemutatja a lassú és a gyors éghajlati folyamatokat, a mostani felmelegedést és benne az ember szerepét. Közben azoknak a kutatóknak a munkájába is bepillantást enged, akik a jégfuratokból, üledékekből és kőzetekből olvassák ki a múlt és a jövő éghajlatát.

A 260 oldalas könyv Patat Bence fordításában, a Typotex Kiadó gondozásában jelent meg 2024-ben.