Μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής

Αναμένεται να υπάρχουν διάφορες μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Οι περισσότερες συζητήσεις και έρευνες, συμπεριλαμβανομένων των εκθέσεων της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την αλλαγή του κλίματος, επικεντρώνονται μόνο στις επιπτώσεις της παγκόσμιας υπερθέρμανσης μέχρι το 2100, με ένα περίγραμμα για τις επιπτώσεις μετά το 2100.

 Το λιωμένο νερό από τα φύλλα πάγου που λιώνουν και την υποχώρηση των παγετώνων συνεισφέρουν στην αύξηση της μελλοντικής στάθμης της θάλασσας. Υπάρχει ανησυχία για την σταθερότητα του φύλλου πάγου της Δυτικής Ανταρκτικής. Το 2002 οι Βων και Σπάουτζ έγραψαν ότι"Πιθανότατα το φύλλο πάγου της Δυτικής Ανταρκτικής δεν θα καταρρεύσει τους επόμενους αιώνες." Σε εναρκτήριο άρθρο για τα μέλη της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ που εξελέγησαν το 2005, ο Τίμοθι Λέντον και άλλοι υποδηλώνουν ότι μια κατάρρευση του φύλλου πάγου της Δυτικής Ανταρκτικής θα μπορούσε να συμβεί μέσα σε μια χιλιετία. Συγκεκριμένα, δηλώνουν ότι " αν και το χρονοδιάγραμμα είναι εξαιρετικά αβέβαιο, μια ποιοτική αλλαγή του φύλλου πάγου της Δ. Ανταρκτικής θα μπορούσε να συμβεί μέσα σε αυτή τη χιλιετία, με την κατάρρευση μέσα σε 300 χρόνια να είναι το χειρότερο σενάριο. Η ταχεία άνοδος της στάθμης της θάλασσας (πάνω από 1 μέτρο ανά αιώνα) είναι πιθανότερο να προέρχεται από την Δυτική Ανταρκτική παρά από το Φύλλο πάγου της Γροιλανδίας.". Μια μελέτη το 2015 διαπίστωσε ότι υποθέτοντας ότι έχουμε σωρευτικές εκπομπές ορυκτών καυσίμων ύψους 10.000 γιγατόνων άνθρακα, το φύλλο πάγου της Ανταρκτικής θα μπορούσε να λιώσει εντελώς στις επόμενες χιλιετίες, συμβάλλοντας 58 μέτρα στην παγκόσμια άνοδο της στάθμης της θάλασσας και 30 μέτρα μέσα στα πρώτα 1000 χρόνια. Το φύλλο πάγου της Γροιλανδίας περιέχει αρκετά γλυκό νερό σε παγωμένη μορφή για να αυξήσει την στάθμη της θάλασσας σε όλο τον κόσμο κατά 7 μέτρων. Η Γροιλανδία μπορεί να γίνει αρκετά ζεστή μέχρι το 2100 για να ξεκινήσει μια σχεδόν πλήρη τήξη των πάγων της σε μια περίοδο που θα ξεπερνά 1.000 χρόνια. Ο Τζέιμς Ε. Χάνσεν υποστηρίζει ότι δεν δίνεται επαρκής προσοχή στο θέμα αυτό.Μια μελέτη υποδηλώνει ότι θα χρειαστούν 3.000 χρόνια για να λιώσει τελείως το φύλλο πάγου της Γροιλανδίας. Ο αριθμός αυτός προέκυψε με βάση τις υποτιθέμενες εκπομπές των αερίων του θερμοκηπίου κατά τη διάρκεια του πειράματος. Καθώς το φύλλο πάγου της Γροιλανδίας χάνει μάζα από την διάσπαση των παγόβουνων αλλά και από την τήξη του πάγου, οποιεσδήποτε τέτοιες διαδικασίες τείνουν να επιταχύνουν την απώλεια του φύλλου πάγου. Ορισμένες μακροπρόθεσμες επιπτώσεις συμβαίνουν σε χιλιάδες αν όχι εκατοντάδες χρόνια. Η πρώιμη εργασία με την χρήση απλοποιημένων μοντέλων υποστήριξε ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη θα μπορούσε να προκαλέσει διακοπή της λειτουργίας της θερμοαλινικής κυκλοφορίας. Αυτό το φαινόμενο δεν αναπαράγεται σε πιο εξελιγμένα συζευγμένα κλιματικά μοντέλα σχετικά με την ωκεάνια ατμόσφαιρα, τα οποία δεν εμφανίζουν σταματημό αυτού του είδους της κυκλοφορίας, αλλά διάφορους βαθμούς μείωσης της. Αυτό μπορεί να χρειαστεί αρκετό καιρό για να συμβεί, όπως διαπιστώνουν οι Κνούτι και Στόκερ με την χρήση απλοποιημένου μοντέλου όταν: "...οι τερματισμοί της θερμοαλινικής κυκλοφορίας μπορούν να συμβούν χιλιάδες χρόνια μετά τη διακοπή της θέρμανσης." Μια μελέτη υποστηρίζει ότι η ποσότητα οξυγόνου που διαλύεται στους ωκεανούς μπορεί να μειωθεί, με δυσμενείς συνέπειες για τη ζωή των ωκεανών. Αυτή η επίδραση προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο που καλύπτει μια χρονική περίοδο 100.000 ετών. Οι ερευνητές προέβλεπαν: ... σοβαρή, μακροχρόνια εξάντληση του οξυγόνου των ωκεανών, καθώς και μεγάλη επέκταση των ζωνών των ωκεανών με ελάχιστες ποσότητες οξυγόνου σε σενάρια με υψηλές εκπομπές ή υψηλή ευαισθησία στο κλίμα. Διαπιστώνουμε ότι οι ανατροφοδοτήσεις του κλίματος μέσα στο γήινο σύστημα ενισχύουν τη δύναμη και τη διάρκεια της υπερθέρμανσης του πλανήτη, της θέρμανσης των ωκεανών και της εξάντλησης του οξυγόνου. Η μειωμένη διαλυτότητα του οξυγόνου από τη θέρμανση επιφανειακών στρωμάτων αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μέρος της ενισχυμένης εξάντλησης του οξυγόνου στα ανώτερα 500 μέτρα του ωκεανού. Η πιθανή αποδυνάμωση της ανατροπής των ωκεανών και της μεταφοράς οδηγεί σε περαιτέρω εξάντληση του οξυγόνου, επίσης στον βαθύτερο ωκεανό. Άλλες έρευνες του Ινστιτούτου Θαλάσσιων Επιστημών του Λάιμπνιτς προβλέπουν ότι οι ζώνες με ελάχιστα επίπεδα οξυγόνου, ιδιαίτερα στον Ειρηνικό, επεκτείνονται, με εκτιμώμενη συνολική μείωση των επιπέδων οξυγόνου των ωκεανών από 1% έως 7% μέχρι το τέλος του αιώνα. Το κλαθρικό μεθάνιο, ή ένυδρο μεθάνιο, είναι μια μορφή παγωμένου νερού που περιέχει μια μεγάλη ποσότητα μεθάνιου εντός της κρυστάλλινης δομής του. Κάτω από ωκεάνια ιζήματα έχουν βρεθεί πολύ μεγάλα κοιτάσματα κλαθρικού μεθανίου (εκτιμάται σε 3.000–11.000 γιγατόνους άνθρακα). Ο Μακντόναλντ προτείνει ότι οι όγκοι του κλαθρικού μεθανίου είναι "περίπου 11.000 γιγατόνους άνθρακα στα ιζήματα των ωκεανών και περίπου 400 γιγατόνους στα ιζήματα κάτω από περιοχές με μόνιμα παγωμένο έδαφος". Οι Μπάφετ και Άρτσερ προβλέπουν " ενδεχόμενες κυκλοφορίες 2000-4000 γιγατόνων άνθρακα σε απόκριση μιας ανθρωπογενούς απελευθέρωσης άνθρακα ύψους 2000 γιγατόνων άνθρακα περίπου", για τα οποία δεν προβλέπουν κάποιο χρονοδιάγραμμα. Ο Άρτσερ εξέτασε το χρονοδιάγραμμα και διαπίστωσε ότι "...σε μεγαλύτερες χρονικές κλίμακες 1-10 [χιλιάδων ετών], μπορεί να υπάρξει θετική ανατροφοδότηση με τη θερμοκρασία των ωκεανών, ενισχύοντας τις μακροπρόθεσμες κλιματικές επιπτώσεις των ανθρωπογενών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα." Η σταθεροποίηση της παγκόσμιας μέσης θερμοκρασίας θα απαιτούσε μεγάλες μειώσεις στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, εκτός από τις μειώσεις των εκπομπών άλλων αερίων θερμοκηπίου όπως το μεθάνιο και το οξείδιο του αζώτου. Οι εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα πρέπει να μειωθούν κατά πάνω από 80% σε σχέση με το αρχικό τους επίπεδο. Ακόμη και αν αυτό επιτευχθεί, οι παγκόσμιες μέσες θερμοκρασίες θα παραμείνουν κοντά στο υψηλότερο επίπεδό τους για πολλούς αιώνες, παρατείνοντας την διαπαγετωνική περίοδο για πάνω από 100.000 χρόνια το λιγότερο. Το 2016, οι εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα από την καύση ορυκτών καυσίμων είχαν σταματήσει να αυξάνεται, αλλά ο Γκάρντιαν αναφέρει ότι πρέπει να "μειωθούν για να υπάρξει πραγματικό αντίκτυπο στην κλιματική αλλαγή". Εν τω μεταξύ, αυτό το αέριο του θερμοκηπίου συνεχίζει να συσσωρεύεται στην ατμόσφαιρα. Στο πλαίσιο αυτό, η New York Times ανέφερε ότι οι επιστημονικές εγκαταστάσεις που αναλύουν τον ωκεάνιο αέρα ανίχνευσαν ότι το υπερβολικό διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα "αυξήθηκε με τον υψηλότερο ρυθμό που καταγράφηκε στην ιστορία το 2015 και το 2016." Έχει προταθεί ότι αυτή η άνοδος στα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα είναι το αποτέλεσμα των μεταβαλλόμενων προτύπων απορρόφησης του ωκεανού και της επιφάνειας της γης, καθώς μπορεί να έχουν φτάσει στο όριο της ικανότητάς τους να απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα. Μετά την κορύφωση του θερμικού μέγιστου του Παλαιόκαινου-Ηώκαινου υπήρξε μια εκτεταμένη περίοδος μείωσης της μέσης θερμοκρασίας στο πλανήτη.Ενώ τα θερμά επιφανειακά ύδατα των ωκεανών έχουν περιορισμένη ικανότητα απορρόφησης ανθρωπογενούς διοξειδίου του άνθρακα, τα ψυχρότερα επιφανειακά ύδατα κοντά στους πόλους (το 2-3% των επιφανειών των ωκεανών) μπορούν να μεταφέρουν σημαντικές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα σε περιοχές βαθιά στον ωκεανό. Σε μια περίοδο πολλών αιώνων, αυτή η διαδικασία και η διαδικασία απορρόφησης του διοξείδιου του άνθρακα στην ξηρά και στους ωκεανούς θα απομακρύνουν το 60-80% της υπερβολικής ποσότητας του διοξειδίου του άνθρακα.Τα εκρηξιγενή πετρώματα, όταν εκτίθενται σε ένα περιβάλλον κοντά στην επιφάνεια απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα σε μια πολύ αργή διαδικασία αποσάθρωσης, αλλά η διαδικασία της αποσάθρωσης επιταχύνεται σε ένα κλίμα με περισσότερες βροχοπτώσεις και υψηλότερη θερμοκρασία. Αυτή η γεωλογική αποσάθρωση θα απορροφήσει το υπόλοιπο 20-40% του ανθρωπογενούς διοξειδίου του άνθρακα κατά την περίοδο δεκάδων χιλιάδων έως εκατοντάδων χιλιάδων ετών.Ένας άλλος τρόπος για την επαναφορά των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων σε μια ισορροπία είναι να κατανοηθεί τη φύση των συζευγμένων φυσικών και ανθρώπινων συστημάτων. Εάν γίνει περισσότερη έρευνα σχετικά με τις ανατροφοδοτήσεις αυτών των συστημάτων, μπορεί να υπάρξουν καλύτερες προσεγγίσεις για τον τρόπο μετριασμού των αρνητικών επιπτώσεων που προκύπτουν από αυτά τα συστήματα.