Članak
ČLANCI

Granice osobnog uvida

indeks


Postoji dosta uzrečica na temu da najviše treba vjerovati vlastitim očima, ali to, zapravo, nije posebno dobra ideja. Vjerojatno očekujete da ću sad navesti primjer svojedobnog vjerovanja da je Zemlja ravna ploča oko koje se kreće Sunce, ali neću posegnuti za tako trivijalnom ilustracijom.

Umjesto toga, poslužit ću se globalnim zagrijavanjem kao primjerom.

Ustanovljavanje postojanja globalnog zagrijavanja nije nešto oko čega se možete poslužiti ”vlastitim očima”, odnosno promatranjem svijeta oko sebe i izvođenjem zaključaka. Isto kao što teoriju evolucije ne možete provjeriti promatranjem svijeta oko sebe, budući da se evolucija naprosto odvija presporo da biste mogli uočiti organizme koji evoluiraju, tako ni globalno zagrijavanje ne možete uočiti promatranjem lokalnih fenomena. Svaki put kad snijeg padne u rekordnim količinama na mjestu na kojem prije nije padao jave se pametnjakovići koji ismijavaju koncept globalnog zatopljenja. Mediji su tako ispunjeni glupostima, pseudoznanošću, propagandom, lažima i namjernim obmanjivanjem javnosti o tom pitanju, da sam odlučio uzeti stvari u svoje ruke i napraviti "dubinsko oranje" raspoloživih znanstvenih činjenica, hipoteza i podataka s ciljem ustanovljavanja istine. Tu me nije zanimalo samo globalno zagrijavanje, nego općenito ponašanje klime planeta Zemlje, budući da sam već na početku ustanovio da se pitanje globalnog zagrijavanja i efekta staklenika svodi na pitanje ponašanja klime, a ponašanje klime nije moguće razumjeti bez shvaćanja mehanizama na koje se ona naslanja.

Ukoliko sad krenem u detalje svojeg istraživanja, te navedem sve procese koje sam prošao ustanovljavajući stanje stvari, tekst bi mogao završiti s opsegom debele knjige, a to nije njegova svrha, tako da ću radije ići u drugi ekstrem, onaj slabe razumljivosti. Dakle ukratko, zaključio sam da je globalno zagrijavanje činjenica, da mu je najvjerojatniji uzrok povećanje udjela CO2 u atmosferi uslijed sagorjevanja fosilnih goriva, ali predviđati budućnost na temelju samo te činjenice nije zahvalan zadatak budući da se mi trenutno nalazimo unutar jednog interglacijalnog razdoblja unutar Pleistocena, i bez razumijevanja mehanizama koji dovode do smjene glacijalnih i interglacijalnih razdoblja nije moguće znati kako će taj povećani udio CO2 međudjelovati s dubljim mehanizmima koji uzrokuju pleistocenska ledena doba.

Sam neposredni uzrok pleistocenskih klimatskih oscilacija poznat je već dulje vrijeme: radi se o Milankovićevim ciklusima, odnosno o kombinaciji varijacija u ekscentricitetu orbite, nagiba zemljine osi i precesije ekvinocija. Izračun tih parametara postoji već od doba prvog svjetskog rata, i nije bitnije revidiran, a unatoč tome u znanstvenoj zajednici postoji kontroverza oko istodobnog priznavanja korelacije između Milankovićevih ciklusa i rezultata mjerenja, i velikih problema glede preciznosti mjerenja, gdje se iz nekih mjerenja čak činilo da glacijalni maksimumi padaju u razdoblja kad Milanković predviđa minimume i obratno. Tek analizom radioizotopa iz antarktičkih ledenih jezgri izvađenih u ruskoj stanici Vostok dobiveni su precizni podaci za zadnjih 400000 godina, koji s jedne strane potvrđuju Milankovićevu teoriju, a s druge strane dokazuju snažnu korelaciju između koncentracije CO2 u atmosferi i klimatskih varijacija, čime je za sve praktične svrhe dokazana teorija stakleničkih plinova kao najvećeg pojačala klimatskih učinaka.

Naime, problem s Milankovićevim ciklusima se sastoji u tome što su varijacije koje oni predviđaju neznatne. Sami po sebi, bez dodatnih klimatskih pojačala, Milankovićevi ciklusi ne bi proizveli nikakav bitniji učinak na klimu planeta, što je lako dokazivo: Milankovićevi ciklusi funkcioniraju samo unutar Pleistocena, a ne i prije njega. Naime, ciklus ledenih doba postoji tek u zadnjih dva i pol milijuna godina, iako se i unutar Pliocena, geološkog razdoblja koje prethodi Pleistocenu, uočava trend hlađenja cijelog planeta s prijašnjih trendova koji su postojali desecima, vjerojatno i stotinama milijuna godina. Naime, kroz većinu Mezozoika, a pogotovo u razdoblju Krede, temperaturni gradijent između ekvatora i polova bio je praktički nepostojeći. To znači da na polovima nije bilo leda, da nisu postojala praktički nikakva godišnja doba, te da stvari koje mi danas podrazumijevamo zdravo za gotovo, poput uragana, zime, vegetacijskih ciklusa, migracije životinja i sl., nisu postojale. S druge strane, razina mora bila je daleko viša, zato što voda nije bila zarobljena polarnom ledu. Razina CO2 tijekom Krede nalazila se na 150% modernih vrijednosti (odnosno, šest puta viša od pred-industrijskog razdoblja), a globalna temperatura je bila 4°C viša od današnje. Prosječna temperatura na planeti kretala se oko 18°C. Na mjestu današnjih polarnih kapa živjele su biljke i životinje prilagođene toploj klimi. Ukratko, to je bio planet koji uopće ne bismo prepoznali kao nešto što liči na ovaj na kojem živimo, a ipak, iz nekog razloga smatramo da je situacija u kojoj su polovi prekriveni ledom, u kojoj postoje velike razlike među godišnjim dobima koje prisiljavaju životinje na migraciju a listopadno drveće na odbacivanje lišća svake jeseni i novi vegetacijski ciklus svakog proljeća, normalna – dapače, da se radi o ”toplom”, interglacijalnom razdoblju.

Što se to desilo krajem Trijasa, da je pretvorilo cijeli planet u svojevrsni tropski raj koji je kulminirao u Kredi, i što se to desilo nakon Krede, tijekom Paleogena, da se cijeli planet počne hladiti, uspostavljajući režim godišnjih doba, polarne kape i, u Pleistocenu, režim globalnih glacijalnih maksimuma i minimuma, kao jedan od najvećih klimatskih ekstrema koji je planet vidio u svojem postojanju?

Prva stvar koja svima padne na pamet je Sunce, ali nakon kraćeg istraživanja ustanovio sam da je Sunce zapravo nevjerojatno stabilna zvijezda nesklona oscilacijama u outputu. Druga stvar koja mi je pala na pamet su veće oscilacije u orbiti, ali orbite planeta Sunčevog sustava su zapravo iznimno dobre aproksimacije kružnice, što pak znači da tu milijardama godina nije bilo većih poremećaja, uzrokovanih primjerice prolaskom nekog masivnog objekta kroz Sunčev sustav. Sve u Sunčevom sustavu ukazuje da nakon velikog kaosa tijekom formativnog procesa i ”late heavy bombardment” faze nije bilo bitnijih poremećaja. Čak ni veliki kozmički eventi poput Perm-Trijas i Kreda-Paleogen udara nisu proizveli nikakve primjetne varijacije u orbitalnim parametrima i nagibu osi Zemlje.

Što onda može biti uzrok tako dramatičnim klimatskim oscilacijama na skali stotina milijuna godina?

Prva stvar koja mi je pala na pamet su, dakako, staklenički plinovi – metan i ugljični dioksid – ali nisam imao valjano objašnjenje zašto bi tijekom Mezozoika ti plinovi bili na toliko višoj razini nego inače. Vulkanske erupcije su valjano objašnjenje, ali tijekom geološke povijesti postojale su samo dvije erupcije reda veličine koji bi objašnjavao takve koncentracije stakleničkih plinova. Mehanizam tih erupcija je složen, i opažen je i na drugim tijelima sunčevog sustava, između ostalih na Merkuru, Zemljinom Mjesecu te na Saturnovom mjesecu Mimas. Naime, kinetička energija proizvedena velikim asteroidnim udarom propagira se kroz tekući plašt planeta u obliku vala, koji interferira na antipodu, proizvodeći ogromne vulkanske erupcije koje mogu trajati milijunima godina i u stanju su lavom prekriti čitave kontinente. "Mora" na Mjesecu rezultat su takvih udara na nama nevidljivoj strani, na njihovom antipodu. Isto tako, tzv. Sibirske trape nalazile su se se točno na antipodu velikog udarnog kratera u Wilkesovoj zemlji na Antarktici, prije 250 milijuna godina, na Perm-Trijas granici, u doba "velikog umiranja" kada je skoro nestao sav život na Zemlji. Postojao je samo još jedan takav par, između Chicxulub kratera na području Yucatana, i Dekanskih trapa u Indiji, oboje prije 65 milijuna godina, na Kreda-Paleogen granici koja označava veliko izumiranje dinosaura.

Unatoč izvjesnosti postojanja velikih vulkanskih evenata u Zemljinoj geološkoj povijesti, oni teško mogu objasniti mezozoički termalni maksimum. Za početak, Perm-Trijas event, najveći takav, neposredno je prethodio razdoblju cikličke klime u Trijasu, vrlo slične današnjoj. Tada je razina CO2 u atmosferi iznosila 80% današnje, pa je dakle razina od 150% današnje zabilježena u Kredi neobjašnjiva sibirskim vulkanizmom, budući da je on maksimum koncentracije CO2 proizveo do -251 M godina, dakle do početka Trijasa, a paradoksalni rezultat je upravo umjerena, ciklička klima Trijasa slična današnjoj. Drugi kapitalni vulkanski event krajem Krede također je prethodio postupnom globalnom hlađenju tijekom Paleogena, tako da bismo morali izvući paradoksalni zaključak po kojem ekstremni vulkanizam koji tijekom milijuna godina proizvodi upravo nevjerojatne količine stakleničkih plinova proizvodi globalno zahlađenje, ako uopće ima ikakvog dugoročnog utjecaja na klimu, a čini se da nema. Vulkanizam, dakle, nije vjerojatan kandidat.

Dakle uzrok nisu kozmički eventi poput varijacija u solarnom outputu ili dramatičnih promjena orbite, a ni kapitalni vulkanski eventi, koji mogu imati tek kratkoročne učinke na globalnu klimu. Milankovićevi ciklusi imaju tako slab učinak, da je bilo potrebno sustavno hlađenje u trajanju 60 milijuna godina kako bi se topla staklenička klima Krede dovoljno ohladila i kako bi se moderirajući staklenički efekti dovoljno oslabili da planet dođe u toliko nestabilno stanje da čak i takve neznatne varijacije u nagibu osi i ekscentricitetu orbite mogu baciti planet u glacijalne ekstreme. Rješenje tog paradoksa je zapravo razmjerno jednostavno i posve geološko.

Naime, klimu planeta Zemlje formiraju prije svega termoslana strujanja (eng. thermohaline circulation) morske vode, odnosno globalno prenošenje termalne energije putem fluida, s tim da dakako treba imati u vidu i drugi fluid, atmosferu, koji također posreduje u razmjeni topline i vlage. Taj mehanizam je upravo nevjerojatno složen, toliko složen da ni uz najmodernije kompjutorske modele i satelitske snimke teško možemo doživjeti točnu prognozu vremena za tjedan dana unaprijed. Uglavnom, mehanizam funkcionira pomoću različitog ponašanja morske vode različitog stupnja slanosti i temperature, što formira tople i hladne morske struje, a glavni "motori" te sile su Coriolisov efekt (rotacija Zemlje) i termalni gradijent između ekvatora i polova.

Krajem Krede, došlo je do odvajanja Južne Amerike od Antarktike i njenog kretanja prema Sjevernoj Americi, čime je istovremeno zatvoren panamski prolaz za ekvatorijalnu morsku struju, a kontinent Antarktika posve je okružen oceanskim prstenom, te tako ocean pogonjen Coriolisovom silom poput planetarnog klima uređaja izvlači toplinu iz Antarktike. Na Antarktici se tada počinje formirati polarna ledena kapa, koja s jedne strane izvlači vlagu iz atmosfere, koncentrirajući je u obliku leda, a s druge strane počinje tzv. albedo povratna sprega, gdje polarni led diže albedo planeta, odnosno povećava odraz solarne energije nazad u Svemir, čime se planet postupno hladi, što pak opet povećava količinu leda na polovima što pak opet povećava albedo. Taj proces prati pad koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi, za što je primarni mehanizam po svoj prilici pojačana topivost CO2 u hladnoj morskoj vodi, iako nije razumno zanemariti ni fosilne ugljikovodike iz biomase, koje upravo trošimo kao gorivo, a koji su izlučeni iz atmosfere i zarobljeni u tlu. U svakom slučaju, Vostok jezgre pokazuju jasnu korelaciju po kojoj pad temperature uzrokuje pad koncentracije CO2 u atmosferi. Proces pada koncentracije CO2 u atmosferi i pada globalne temperature povezani su nekom vrstom polagane povratne sprege, ali je zato povratna sprega globalnog zagrijavanja upravo nevjerojatno brza: tamo gdje globalno hlađenje može trajati milijunima godina, globalno zagrijavanje mijenja cijeli planet unutar nekoliko godina, proizvodeći vrlo dramatične, brze klimatske promjene. Vostok jezgre pokazuju vrlo jasne šiljke globalnog zagrijavanja koji znače da kraj glacijalnog i početak interglacijalnog razdoblja nastupa unutar tri godine, za razliku od polaganog nastupanja glacijalnog razdoblja koje traje tisućama godina.

Kretanje kontinentalnih ploča, dakle, otvara ili zatvara prolaz morskim strujama koje u određenoj konfiguraciji djeluju kao toplinska pumpa koja izvlači toplinu s polova, ukoliko djelovanje Coriolisove sile na oceane nije ograničeno mehaničkom zaprekom u vidu rasporeda kontinentalnih masa. Takva Coriolisova pumpa je u funkciji danas i općenito zadnjih cca. 65 milijuna godina, od čega je zadnjih 2.5 milijuna godina hlađenje planeta došlo do kritične točke u kojoj su čak i tako trivijalne razlike u insolaciji proizvedene Milankovićevim ciklusima dovoljne da, pomoću albedo povratne sprege, uvedu planet u stanje ekstremne klimatske klackalice iz koje ga je, o paradoksa i ironije, izvela upravo ljudska vrsta sagorijevanjem ogromnih količina fosilnih goriva, čime je u atmosferu vraćen veliki postotak ugljika koji se uslijed cirkumantarktičke Coriolisove pumpe postupno izlučivao iz atmosfere, uklanjajući prirodni "amortizer" koji je moderirao klimu stotinama milijuna godina, tijekom većine Mezozoika, bacajući je zadnjih 2.5 milijuna godina u stanje ekstremne nestabilnosti s potencijalnim rezultatom ekstremne glacijacije kakva je nastupila prije 650 milijuna godina, kad je cijela Zemlja pretvorena u golemi ledenjak. Imajući u vidu da su kontinentalne mase tada bile koncentrirane pretežno u ekvatorijalnom pojasu, na superkontinentu Rodinia, nije teško pretpostaviti da je Coriolisova pumpa tada igrala bitnu ulogu u procesu glacijacije. Dapače, ako imamo u vidu da je u doba Krede kontinentalna masa posve blokirala cirkumpolarne struje i tako onemogućavala Coriolis-albedo povratnu spregu, čini se da hipoteza jako dobro drži vodu i rekao bih da se tu radi o primarnom mehanizmu klime kroz geološku povijest Zemlje, i da su time objašnjena ne samo Pleistocenska ledena doba, nego i ”snowball earth” fenomeni sa samog početka života na Zemlji, iz doba prije Kambrijske eksplozije.

Također, ako gledamo dovoljno dugoročno, možemo uočiti trend: početkom Kenozoika, Južna Amerika se odvaja od Antarktike i formira se cirkumpolarna struja. Započinje polagano hlađenje i isušivanje Zemlje i koncentracija vode u obliku polarnog leda, čime se povećava Zemljin albedo. Taj proces traje cca. 65 milijuna godina, od čega zadnjih 2.5 milijuna godina, tijekom Pleistocena, u kojem se, usput rečeno, još uvijek nalazimo, nastupa ekstremni klimatski režim u kojem su čak i mikrovarijacije Milankovićevih ciklusa dovoljne da bace Zemlju u glacijalni maksimum, iz kojeg se Zemlja do sada uspijevala vratiti. Ako produljimo skalu, ono što logički slijedi je završetak Pleistocena u točki u kojoj Coriolisova pumpa ohladi Zemlju ispod razine u kojoj bi Milankovićevi ciklusi mogli proizvesti glacijalni minimum, odnosno zagrijati planetu dovoljno da dovedu do kraja ledenog doba, čemu bi uslijedilo ponavljanje prekambrijskog ”snowball earth” fenomena, odnosno potpune glacijacije, gdje bi ekvatorijalna područja bila ohlađena na razinu moderne Antarktike. Imajući u vidu mogućnost održavanja ljudskog života i života općenito u tim uvjetima,  to stavlja efekt staklenika i globalno zagrijavanje u sasvim novu perspektivu. Ukratko, problem nije u tome što sagorijevamo ugljen i naftu i tako oslobađamo CO2 u atmosferu. Problem je što će se desiti kad potrošimo svu naftu i ugljen i prijeđemo na ”čistu energiju”, budući da cirkumantarktičku Coriolis pumpu nismo zaustavili, a slabo je vjerojatno da će šiljak u koncentraciji CO2 koji smo uspjeli uspostaviti imati trajni učinak na globalnu klimu. Ono što smo vjerojatno postigli je tek odgađanje idućeg glacijalnog maksimuma, ali bojim se da ćemo morati oslobađati bitno više "stakleničkih plinova" i otapati bitno više polarnog leda kako bismo vratili "geološki sat" bliže umjerenom pojasu, a dalje od fatalnih klimatskih ekstrema Pleistocena. Dakako da će se razina mora u procesu podići za nekoliko desetaka metara i da ćemo izgubiti sve priobalne gradove, ali to je zanemariva sitnica u usporedbi s apsolutnom katastrofom koju bi donio idući pleistocenski glacijalni maksimum, a da ne pričam o globalnoj glacijaciji kojoj to sve skupa neminovno vodi. Globalno zagrijavanje bi nam odnijelo sadašnji priobalni pojas, ali s druge strane bi povećalo globalnu vlažnost, čime bi pustinje postale travnjaci, nestankom termalnog gradijenta polovi bi postali nastanjiva područja umjerene klime, i općenito, može se reći da bi takvo razdoblje predstavljalo novo zlatno doba, za razliku od glacijacije, koja je razdoblje velikih izumiranja koje čovječanstvo možda i bi preživjelo, ali civilizacija, znanost i tehnologija teško. Pokušajte si samo zamisliti poljoprivredu u situaciji da su vam polja ljeti u stanju permafrosta a zimska temperatura pada do -60°C, pa ćete steći neku ideju o razlogu zašto se čovjek za vrijeme zadnjeg glacijalnog maksimuma nije bavio poljoprvredom, i zašto je ljudska populacija u Europi za vrijeme zadnjeg glacijalnog maksimuma prije 25000 godina bila bliska potpunom izumiranju, pa je Neandertalac posve izumro a Kromanjonac preživio zahvaljujući bijegu u toplije krajeve. Nagađanja o razlogu izumiranja Nendertalaca i preživljavanju Kromanjonaca mogu, dakle, imati posve prozaičan uzrok – naprosto, Kromanjonci su možda bili bolje socijalno i tehnološki prilagođeni velikim migracijama pa su uspjeli pobjeći na jug, a Neandertalci su se pouzdali u svoju bolju adaptaciju na hladnoću, ostali su na sjeveru i naprosto su se smrzli, svi do zadnjega, zato što je hladnoća nadišla njihovu sposobnost da s njom izađu na kraj – između ostalog zbog izumiranja biljaka kojima su se hranile životinje koje su oni lovili.

Zbog čega sve ovo pričam? Zbog toga što sve navedeno spada u domenu jako dobro utemeljenih znanstvenih hipoteza i činjenica. Ništa od navedenog nisu ni fantazije ni divlja nagađanja. Ipak, apsolutno ništa od navedenog nije moguće ustanoviti oslanjajući se na ”vlastite oči“, dakle na sposobnost osobnog ustanovljavanja i provjeravanja činjenica. Bez tehnologije datiranja izračunom radioaktivnog raspada, bez vađenja kilometara ledenih jezgri s Antarktike, bez napredne geologije i astronomije, te obilatog korištenja matematike, apsolutno ništa od navedenog ne bi bilo moguće ustanoviti, i o svemu bismo znali otprilike isto kao ljudi 19. stoljeća, koji su još uvijek vjerovali da je Biblija istinita i da su dinosauri izumrli u Potopu. Korištenje metoda ”vlastitih očiju” i ”zdrave pameti” očigledno je precijenjeno, odnosno količina ”osjetilnih pojačala” i ”intelektualnih pojačala” potrebnih za ustanovljavanje istina koje nadilaze uobičajeni perceptivni i egzistencijalni horizont ljudske egzistencije daleko nadilazi ono što prosječni čovjek smatra mogućim.

Razmislite o tome idući put kad vam se neka teorija učini ”apsurdnom” i nespojivom sa ”zdravom pameću”. Nekad se, naime, ljudima to činilo o teoriji evolucije, ili o teoriji po kojoj je Europa prije desetak tisuća godina bila pod ledenjacima, a s druge strane im se teorija o zmiji koja govori, rajskom vrtu, potopu i egipatskom ropstvu činila posve razumnom. Uslijed svojeg kratkog životnog vijeka te osjetilnih i kognitivnih ograničenja, ljudi imaju vrlo slabu sposobnost spoznavanja istine, te moderna znanost sa svojom metodologijom koja bitno divergira u odnosu na konvencionalnu metodologiju korištenu tijekom većine povijesti ljudske vrste u tom smislu predstavlja veliku iznimku.


Danijel Turina


toggle