Proxy data

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Historické rekonstrukce teplot z 10 různých studií (detaily v popisu obrázku)

Při studii historických průběhů klimatu - v tzv. paleoklimatologii[1] jsou proxy data nepřímé údaje, umožňující vědcům rekonstruovat klimatické podmínky, které panovaly v minulosti Země. Spolehlivé moderní záznamy o klimatu začínají až v roce 1880, proxy data poskytují vědcům údaje k určení klimatických modelů. Příkladem zdrojů pro proxy dat jsou ledovcová jádra, letokruhy, fosilní pyl, zkušební vrty, korály, a mořské a jezerní usazeniny. Charakter depozice nebo rychlosti růstu materiálu byly ovlivněny klimatickými podmínkami v době, ve které se usazovaly nebo rostly. Také chemické stopy vytvořené klimatickými změnami, jako je množství jednotlivých izotopů, mohou být také použity pro proxy data. Některé proxy, jako například plynové bubliny uzavřené v ledu, umožňují zjišťovat složení dávné atmosféry, a dát tak svědectví o historickém kolísání složení zemské atmosféry.[2] Pro zajištění přesných výsledků je třeba srovnávat jednotlivé metody zjišťování proxy dat. Velmi důležitá je také přesná práce a přesně vedené záznamy.[3]

Kombinací různých proxy dat lze získat rekonstrukce teplot před počátkem instrumentálních záznamů teploty a tyto rekonstrukce jsou důležité v diskusi o globálním oteplování. Distribuce proxy záznamů, stejně jako instrumentálních záznamů, je silně nerovnoměrné, mnohem více záznamů pochází ze severní polokoule.[4] Rekonstrukce teplot a dalších veličin z proxy dat jsou také předmětem sporů, které jsou kolem globálního oteplování, jako je například aféra se zcizenými daty Climategate a spory o tzv. hokejkový graf.

Druhy proxy dat[editovat | editovat zdroj]

Geologické
Glaciologické
  • vrtná jádra ledovců – analýza prachu a vzduchových bublin v ledovcovém ledu
Biologické
Historické
  • psané záznamy – většinou zaznamenané extrémní počasí, výnosy ze sklizní

Datování proxy dat[editovat | editovat zdroj]

Systematické chyby[editovat | editovat zdroj]

Podobně jako v archeologii, kdy například starší nálezy jsou méně časté, může docházet k systematickému zkreslení dat.[5] U starších nálezů se například systematicky podceňují hodnoty rychlosti změn teplot.[6] Také tak jako archeologické nálezy závisejí na místních podmínkách,[7] tak i proxy data mohou být lokálně ovlivněny. Záznamy mohou být navíc systematicky posunuty.[8] Radiokarbonová metoda datování zase například závisí na konstantnosti toku kosmického záření a koloběhu uhlíku. Záleží tedy také na správném fyzikálním modelu vzniku proxy dat.

Ledcová jádra[editovat | editovat zdroj]

Vrtání[editovat | editovat zdroj]

Příklad vrtného jádra z ledovce. Foto Lonnie Thompson, Byrd Polar Research Center.

Ledovcová jádra jsou válcové vzorky získané z ledovcových vrstev v Grénsku, Antarktidě a Severní Americe[9][10] První pokusy k získání vzorků pochází z roku 1956 v rámci mezinárodního geofyzikálního roku. V roce 1968 se již dařilo z ledovce v Grónsku a na Byrdově stanici v Antarktidě získávat vzorky z hloubky 910 m o průměru 10 cm a délky 6,1 m. Každý další výzkumný tým metody vrtání ještě dále vylepšoval.[11]

Proxy[editovat | editovat zdroj]

Přítomnost molekul vody s izotopy 16O a 18O v ledovcových jádrech umožňuje určovat dřívější teploty a akumulace sněhu.[9] Těžší izotop 18O kondenzuje, když teploty klesají a padá jako srážky, zatímco lehčí izotop 16O kondenzuje při ještě nižších teplotách. Výskyt izotopů 18O ve vysokých severních šířkách znamená teplejší období.[12] Voda v oceánech se skládá z běžné H216O, ss malým množstvím HD16O a H218O, kde D je deuterium, tedy vodík s extra neutronem. Standardně je poměr D a H 155,76×10−6 a 18O ku 16O 2005,2×10−6. Tyto poměry se mění v případě par a jejich kondenzace. Z rozdílných poměrů ve vrstvách ledovců lze, po zkalibrování, odvozovat historické teploty.[13]

Vzduchové bubliny, obsažené v ledovcových jádrech, jsou také důležité, protože obsahují skleníkové plyny, jako je oxid uhličitý a methan a můžeme tak určit složení atmosféry v minulosti.[9]

V letech 1989-1992 probíhal v centrálním Grónsku evropský projekt, ve kterém byly získány ledovcová jádra z hloubky 700 m, které měly stáří 3 840 let a u hloubky 2 521 m vzorky staré 40 000 let a také z hloubky 3 029 m z podloží, které byly staré 200 000 let i více.[14] Byly ale získány i vzorky stáří 650 000 let.[9]

Letokruhy[editovat | editovat zdroj]

Letokruhy v řezu stromu

Dendroklimatologie je věda, která určuje průběh klimatických změn v minulosti ze stromů (především z letokruhů). Letokruhy jsou širší, pokud jsou příznivé podmínky růstu, užší, pokud jsou podmínky obtížnější. Ukazuje se, že další vlastnosti letokruhů, jako je hustota dřeva (MXD), nám dává ještě přesnější data, než je pouhá šířka letokruhů. Pomocí letokruhů se povedlo vědcům rekonstruovat lokální klima na mnoha místech stovky až tisíce let do minulosti. Kombinací více studií letokruhů určují vědci lokální i globální klima pro období posledních tisíci letech - např. ve zprávách IPCC.

Vrty[editovat | editovat zdroj]

Teploty v různých hloubkách vrtů mohou být použity na získání teplotních proxy dat. S ohledem na to, že teplo proniká zemským povrchem velmi pomalu, série měření tepla v různých hloubkách vrtu, adjustovaná na stoupající teplo ze středu Země může ukázat časový záznam povrchových teplot zpět do historie několika století. Na všech kontinentech bylo provedeno cca 600 vrtů, které byly použity k rekonstrukci historických teplot.[15] Byly také prováděny obdobné výzkumy v ledovcích.[16]

Korály[editovat | editovat zdroj]

Také kroužky na skořápkách korálů jsou používány pro získávání paleoklimatologických informací, podobným způsobem, jako z letokruhů. Také zde se používají stabilní izotopy kyslíku ve skořápkách, při nižších teplotách využívají korály více těžší izotopy, zatímco při vyšších teplotách využívají více běžný lehčí izotop. Také vyšší salinita je důvodem vyššího obsahu těžšího izotopu ve skořápkách.[17][18]

Pylová zrna[editovat | editovat zdroj]

V sedimentech lze nalézt také pylová zrna. Pyl produkují rostliny ve velkých kvantech a je extrémně odolný. Z pylových zrn je možné identifikovat původní rostliny a tím odvodit výskyt určitého druhu rostlin v určitém období, podle toho, ve které historické vrstvě usazenin se pyl vyskytuje a tím získat informace o klimatických podmínkách v daném období. Množství pylových zrn nám dávají informace o tom, jaké počasí panovala v předešlých několika měsících, zatímco hustota pylových zrn přináší informaci o klimatických poměrech.[19] Studiem prehistorických pylových zrn se zabývá palynologie.

Jezerní a mořské sedimenty[editovat | editovat zdroj]

Také v mořských a jezerních sedimentech zkoumají paleoklimatologové obsah izotopů v sedimentech. Také ve varvách (tenkých vrstvičkách sedimentu (lamina) usazených během jednoho roku v jezerech napájených tavnou vodou z ledovce; skládá se z písčitější části usazené v létě a tmavší, jílovité, usazené v zimním období)[20] lze nalézt cenné historické informace:

  • Letní teploty, které ukazují, jakým způsobem tály v tom roce ledovce
  • Množství sněhových srážek v zimě, podle hladiny disturbancí sedimentů během tání tohoto sněhu
  • Dešťové srážky[21]

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Proxy (Climate) na anglické Wikipedii.

  1. Bruckner, Monica. Paleoclimatology: How Can We Infer Past Climates? [online]. . Dostupné online.  
  2. Strom, Robert G.(2007). Hot house: global climate change and the human condition. Copernicus Books, 253. ISBN 978-0-387-34179-8. 
  3. Climate Change 2001: 2.3.2.1 Palaeoclimate proxy indicators [online]. . Dostupné online.  
  4. Borehole Temperatures Confirm Global Warming Pattern [online]. . Dostupné online.  
  5. http://phys.org/news/2016-02-unbiased-statistical-analysis-insect-fossil.html - Unbiased statistical analysis of insect fossil records finds diversity unchanged over the past 125 million years
  6. http://phys.org/news/2015-11-ancient-climate-underestimated.html - Rates of ancient climate change may be underestimated
  7. http://phys.org/news/2016-02-fossil.html - Fossil record disappears at different rates, study finds
  8. http://www.co2science.org/articles/V6/N26/EDIT.php - Ice Core Studies Prove CO2 Is Not the Powerful Climate Driver Climate Alarmists Make It Out to Be
  9. a b c d Strom, Robert (2007). Hot House: Global climate change and the human condition. Springer, 255 url = http://www.google.com/books?hl=cs&lr=&id=veEhR1dmEvAC&oi=fnd&pg=PR13&dq=hot+house&ots=1SWBAjlDHs&sig=GK1l58NJ3LUGoMrt6N4ecxdhmQs. 
  10. Core Location Maps [online]. . Dostupné online.  
  11. Vardiman, Larry (1993). Ice Cores and the Age of the Earth. Institute for Creation Research El Cajon, 9-13. Ověřeno k 2014-02-07. 
  12. Paleoclimatology: the Oxygen Balance [online]. . Dostupné online.  
  13. Surface Temperature Reconstructions for the Last 2,000 Years [online]. [cit. 2014-02-08]. [1]. (anglicky) 
  14. The GRIP Coring Effort [online]. . Dostupné online.  
  15. POLLACK, Henry N., Huang, Shaopeng; Shen, Po-Yu Temperature trends over the past five centuries reconstructed from borehole temperatures. Nature. 2000-02-17, roč. 403, čís. 6771, s. 756–758. DOI:10.1038/35001556.  
  16. Boreholes in Glacial Ice: Surface Temperature Reconstructions for the Last 2,000 Years. [s.l.] : Board on Atmospheric Sciences and Climate (BASC), National Academy of Science, 2006. Dostupné online. ISBN 978-0-309-10225-4. S. 81,82.  
  17. Greer, L.; P. K. Swart (2002). "Decadal Scale Tropical Atlantic Sea Surface Temperature Indices as Recorded by a Modern Dominican Coral (1935-1996)". AGU Fall Meeting Abstracts 1: 0315. Retrieved on 2014-02-08. 
  18. Coral Layers Good Proxy for Atlantic Climate Cycles [online]. . Dostupné online.  
  19. Bradley, Raymond S.; Philip D. Jones (1992).  "Climate since AD 1500". 
  20. Jan Petránek. On line Geologická encyklopedie [online]. . Dostupné online.  
  21. Climate Change 2001: 2.3.2.1 Palaeoclimate proxy indicators [online]. . Dostupné online.  

Další literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Borehole Temperatures Confirm Global Warming Pattern [online]. 2001-02-27. Dostupné online.  
  • "Coral Layers Good Proxy for Atlantic Climate Cycles." Earth Observatory. Webmaster: Paul Przyborski. 7 Dec. 2002. 2 Nov. 2009. Dostupné online
  • "Core Location Maps." National Ice Core Laboratory. 9 Apr. 2009. 23 Nov. 2009. Dostupné online
  • "Dendrochronology." Merriam-Webster Online Dictionary. Merriam-Webster Online. 2009. 2 Oct. 2009. Dostupné online
  • Environmental News Network staff. "Borehole temperatures confirm global warming." CNN.com. 17 Feb. 2000. 7 Oct. 2009. Dostupné online
  • "The GRIP Coring Effort." NCDC. 26 Sept. 2009. Dostupné online
  • "Growth ring." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Online. 2009. 23 Oct. 2009. Dostupné online
  • Huang, Shaopeng; Henry N. Pollack, Po-Yu Shen (2000).  "Temperature trends over the past five centuries reconstructed from borehole temperatures". Nature 403 (6771): 756–758. 
  • "Objectives - Kola Superdeep Borehole (KSDB) - IGCP 408: ‘Rocks and Minerals at Great Depths and on the Surface.’" International Continental Scientific Drilling Program. 18 July 2006. 6 Oct. 2009. Dostupné online
  • Paul Przyborski. Paleoclimatology: the Oxygen Balance." Earth Observatory. [online]. 2009-11-24. Dostupné online.  
  • Schweingruber, Fritz Hans (1988). Tree rings-basics and applications of dendrochronology.. D. Reidel Publishing Company, 2, 47-48, 54, 256-257. Ověřeno k 2014-02-08. 
  • Wolff, E. W. (2000).  "History of the atmosphere from ice cores": 147-177. 

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]