Jampi Kering Kuno Menawarkan Clues Tentang Masa Depan Kemarau
NASA - Sebagai sebahagian daripada Amerika Tengah dan Amerika Syarikat Barat Daya menahan beberapa kemarau yang paling buruk untuk memukul kawasan tersebut dalam dekad, saintis telah menemui bukti baru mengenai mantra-mantra kering kuno yang mencadangkan masa depan dapat membawa kekurangan air yang lebih serius. Tiga penyelidik yang bercakap pada mesyuarat tahunan Kesatuan Geofizik Amerika di San Francisco pada bulan Disember 5, 2011, menyampaikan penemuan baru tentang masa lalu dan masa depan kemarau.
{mp4}NASA_drought{/mp4}
Runtuhan Pra-Columbian
Ben Cook, ahli klimatologi yang bergabung dengan Institut Goddard untuk Pengajian Angkasa (GISS) NASA dan Balai Cerap Earth Lamont-Doherty di New York City, menyoroti penyelidikan baru yang menunjukkan peradaban Meso-Amerika kuno Maya dan Aztec mungkin menguatkan kemarau di Semenanjung Yucatán dan selatan dan tengah Mexico dengan membersihkan hutan hujan untuk memberi ruang kepada padang rumput dan ladang.
Menukar hutan ke ladang boleh meningkatkan pantulan, atau albedo, dari permukaan tanah dengan cara yang mempengaruhi pola pemendakan. "Ladang dan padang rumput menyerap sedikit tenaga daripada matahari daripada hutan hujan kerana permukaan mereka cenderung menjadi lebih ringan dan lebih mencerminkan," jelas Cook. "Ini bermakna kurang tenaga yang tersedia untuk konveksi dan pemendakan."
Pemodelan iklim baru menunjukkan bahawa pemusnahan hutan secara meluas di Amerika Tengah pra-Columbal adalah sama dengan penurunan tahap pemendakan. Imej ini memperlihatkan berapa banyak hujan menurun daripada biasa di seluruh rantau ini antara 800 CE dan 950 CE Ia adalah dalam tempoh masa ini bahawa tamadun Mayan mencapai puncaknya dan tiba-tiba runtuh. (Kredit: Ben Cook, Institut Goddard untuk Pengajian Angkasa NASA)
Masak dan rakan sekerja menggunakan model iklim resolusi tinggi yang dibangunkan di GISS untuk menjalankan simulasi yang membandingkan pola corak tumbuhan semasa pra-Kolombia (sebelum 1492 CE) dan pasca-Kolombia memengaruhi hujan dan kemarau di Amerika Tengah. Masa pra-Columbus menyaksikan penebangan hutan secara meluas di Semenanjung Yucatán dan di seluruh Mexico selatan dan tengah. Semasa tempoh pasca-Kolombia, hutan-hutan tumbuh semula sebagai penduduk asli merosot dan ladang dan padang rumput ditinggalkan.
Simulasi Cook termasuk input dari rekonstruksi penutupan tanah yang baru diterbitkan yang merupakan rekod perubahan tumbuhan manusia yang paling lengkap dan tepat. Hasilnya tidak dapat dipertikaikan: Kadar pemendakan menurun dengan jumlah yang besar - pada umumnya 10 hingga 20 peratus - apabila penebangan hutan telah meluas. Rekod pemendapan dari stalagmites, sejenis pembentukan gua yang dipengaruhi oleh kadar kelembapan yang digunakan oleh ahli paleoklimatologi untuk menyimpulkan trend cuaca yang lalu, di Yucatán sependapat dengan hasil model Cook.
Kesannya paling ketara di Semenanjung Yucatán dan Mexico selatan, kawasan yang bertembung dengan pusat-pusat tamadun Maya dan Aztec dan mempunyai tahap penebangan hutan yang tinggi dan populasi yang paling padat. Kadar hujan menurun, contohnya, sebanyak 20 peratus berbanding bahagian Semenanjung Yucatán antara 800 CE dan 950 CE
Kajian Cook menyokong penyelidikan terdahulu yang mencadangkan kemarau, diperkuat oleh penebangan hutan, merupakan faktor utama dalam keruntuhan pesat kerajaan Mayan sekitar 950 CE Di 2010, Robert Oglesby, pemodulasi iklim yang berpangkalan di Universiti Nebraska, menerbitkan satu kajian di Jurnal Penyelidikan Geofizik yang menunjukkan bahawa penebangan hutan mungkin menyumbang kepada keruntuhan Mayan. Walaupun pemodelan Oglesby dan Cook mencapai kesimpulan yang sama, Cook mempunyai akses kepada rekod perubahan tumbuh-tumbuhan yang lebih tepat dan boleh dipercayai.
Semasa puncak tamadun Mayan antara 800 CE dan 950 CE, penutupan tanah Cook berdasarkan pemodelannya menunjukkan bahawa Maya telah meninggalkan hanya peratusan kecil hutan di Semenanjung Yucatán. Menjelang tempoh antara 1500 CE dan 1650 CE, sebaliknya, selepas ketibaan orang Eropah telah menghancurkan penduduk asli, tumbuh-tumbuhan semulajadi meliputi hampir semua Yucatán. Pada zaman moden, penebangan hutan telah mengubah beberapa kawasan berhampiran pantai, tetapi majoriti hutan semenanjung tetap utuh.
"Saya tidak berhujah bahawa penebangan hutan menyebabkan kemarau atau ia bertanggungjawab sepenuhnya terhadap penurunan Maya, tetapi hasil kami menunjukkan bahawa penebangan hutan boleh membahayakan iklim ke arah kemarau dan kira-kira separuh daripada kekeringan dalam tempoh pra-Kolonial adalah hasil penebangan hutan, "kata Cook.
Northeastern Megadroughts
Kemarau utama terakhir yang menjejaskan Timur Laut berlaku di 1960s, berterusan selama kira-kira tiga tahun dan mengambil tol utama di rantau ini. Dorothy Peteet, ahli paleoklimatologi juga bergabung dengan NASA GISS dan Columbia University, telah menemui bukti yang menunjukkan kekurangan kemarau yang lebih teruk telah berlaku di Timur Laut.
Dengan menganalisis teras sedimen yang dikumpulkan dari beberapa rawa pasang surut di Lembah Sungai Hudson, Peteet dan rakan-rakannya di Lamont-Doherty telah menemui bukti bahawa sekurang-kurangnya tiga mantra kering utama telah berlaku di Timur Laut pada tahun 6,000 terakhir. Yang paling lama, yang sepadan dengan tempoh masa yang dikenali sebagai Tempoh Panas Abad Pertengahan, berlangsung beberapa tahun 500 dan bermula sekitar 850 CE Dua lagi berlaku lebih daripada 5,000 tahun lalu. Mereka lebih pendek, hanya kira-kira 20 hingga tahun 40, tetapi mungkin lebih teruk.
"Orang ramai tidak berfikir tentang Timur Laut sebagai kawasan yang boleh mengalami kemarau, tetapi ada bukti geologi yang menunjukkan kemarau utama boleh dan berlaku," kata Peteet. "Ia adalah sesuatu yang tidak dapat diabaikan para saintis. Apa yang kita cari dalam teras sedimen ini mempunyai implikasi besar bagi rantau ini."
Pasukan Peteet mengesan ketiga-tiga kemarau menggunakan kaedah yang dikenali sebagai spektroskopi pendarfluor sinar-X. Mereka menggunakan teknik ini pada inti yang dikumpulkan di Piermont Marsh di New York untuk mencari unsur-unsur ciri - seperti bromin dan kalsium - yang lebih cenderung berlaku di paya semasa kekeringan.
Air tawar dari Sungai Hudson dan air masin dari Lautan Atlantik adalah kedua-duanya dominan di Piermont Marsh pada tempoh masa yang berlainan, tetapi air masin bergerak ke atas semasa musim kering kerana jumlah air tawar memasuki penurunan paya. Pasukan Peteet mengesan tahap bromin dan kalsium yang sangat tinggi, kedua-dua penunjuk kehadiran air masin dan kewujudan kemarau, di bahagian-bahagian teras sedimen yang sepadan dengan 5,745 dan 5,480 tahun lalu.
Semasa Tempoh Hangat Abad Pertengahan, para penyelidik juga mendapati kenaikan yang ketara dalam banyak jenis spesies serbuk sari, terutamanya pain dan hickory, yang menunjukkan iklim kering. Sebelum Tempoh Hangat Abad Pertengahan, sebaliknya, terdapat lebih banyak oak, yang lebih suka keadaan basah. Mereka juga mendapati lapisan arang tebal yang menunjukkan bahawa kebakaran liar, yang lebih kerap semasa musim kemarau, lazim semasa Tempoh Panas Abad Pertengahan.
"Kami masih perlu melakukan lebih banyak penyelidikan sebelum dapat mengatakan dengan yakin bagaimana kemarau yang berleluasa atau kerap berlaku di Timur Laut," kata Peteet. Terdapat beberapa jurang dalam teras core Peteet yang dikaji, contohnya, bahawa dia merancang untuk menyiasat dengan lebih terperinci. Beliau juga mengharapkan untuk memperluaskan skop projek itu ke paya dan muara lain di Timur Laut dan untuk bekerjasama dengan pemodulasi iklim untuk mula mengusik faktor-faktor yang menyebabkan kemarau berlaku di rantau ini.
Masa Depan Makanan
Perubahan iklim, dengan potensi untuk mengagihkan semula ketersediaan air di seluruh dunia dengan meningkatkan hujan di sesetengah kawasan sambil memburukkan lagi masalah kemarau di negara lain, mungkin memberi kesan negatif terhadap hasil tanaman di kawasan-kawasan tertentu di dunia.
Penyelidikan baru yang dilakukan oleh ahli hidrologi Universiti Princeton Justin Sheffield menunjukkan bahawa kawasan-kawasan di dunia yang membangun yang rawan kemarau dan penduduk yang semakin meningkat dan keupayaan terhad untuk menyimpan air, seperti sub-Sahara Afrika, akan menjadi yang paling berisiko melihat tanaman mereka mengurangkan hasil mereka pada masa akan datang.
Sheffield dan pasukannya menjalankan simulasi model hidrologi untuk 20th dan 21st abad dan melihat bagaimana kemarau mungkin berubah pada masa depan mengikut senario perubahan iklim yang berbeza. Mereka mendapati bahawa jumlah kawasan yang terjejas akibat kemarau tidak banyak berubah sejak tahun 50 yang lalu di seluruh dunia.
Walau bagaimanapun, model menunjukkan penurunan dalam pemendakan dan peningkatan permintaan penyejatannya dijangka meningkatkan kekerapan kekurangan jangka pendek. Mereka juga mendapati bahawa kawasan di seluruh Afrika sub-Sahara mengalami kemarau akan meningkat sebanyak dua kali pada pertengahan 21st century dan tiga kali ganda pada akhir abad ini.
Apabila pasukan menganalisis apa perubahan ini akan bermakna untuk produktiviti pertanian masa depan di seluruh dunia, mereka mendapati bahawa kesan di sub-Sahara Afrika akan menjadi sangat kuat.
Produktiviti pertanian bergantung kepada beberapa faktor di luar ketersediaan air termasuk keadaan tanah, teknologi yang tersedia dan jenis tanaman. Bagi sesetengah kawasan di sub-Sahara Afrika, para penyelidik mendapati bahawa produktiviti pertanian berkemungkinan akan merosot oleh 20 pada pertengahan abad ke-21 disebabkan oleh pengeringan dan pemanasan.
Sumber: Artikel ini pada asalnya disediakan oleh Adam Voiland dan Maria José-Viñasas Portal NASA Melihat ciri berita Bumi.
Menemui semula cara Maya
Bagaimana tamadun Maya dapat memberi inspirasi kepada keselamatan makanan bandar kontemporari
Dalam satu kajian yang baru-baru ini diterbitkan dalam Ekonomi Ekologi, penyelidik Centre Stephan Barthel dan pengarang penulis Christian Isendahl di Uppsala University menyiasat bagaimana sistem makanan pra-Columbian Maya dapat mengilhami keselamatan makanan bandar kontemporari.
Buku berkaitan:
Masa Depan yang Kami Pilih: Menghadapi Krisis Iklim
oleh Christiana Figueres dan Tom Rivett-Carnac
Penulis, yang memainkan peranan penting dalam Perjanjian Paris mengenai perubahan iklim, menawarkan pandangan dan strategi untuk menangani krisis iklim, termasuk tindakan individu dan kolektif.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Bumi yang Tidak berpenghuni: Kehidupan Selepas Pemanasan
oleh David Wallace-Wells
Buku ini meneroka kemungkinan akibat perubahan iklim yang tidak terkawal, termasuk kepupusan besar-besaran, kekurangan makanan dan air, serta ketidakstabilan politik.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Kementerian untuk Masa Depan: Sebuah Novel
oleh Kim Stanley Robinson
Novel ini membayangkan dunia yang hampir akan datang bergelut dengan kesan perubahan iklim dan menawarkan visi bagaimana masyarakat boleh berubah untuk menangani krisis.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Di Bawah Langit Putih: Sifat Masa Depan
oleh Elizabeth Kolbert
Penulis meneroka kesan manusia terhadap alam semula jadi, termasuk perubahan iklim, dan potensi penyelesaian teknologi untuk menangani cabaran alam sekitar.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Pengeluaran: Rancangan Paling Komprehensif yang Pernah Dicadangkan untuk Membalik Pemanasan Global
disunting oleh Paul Hawken
Buku ini membentangkan pelan komprehensif untuk menangani perubahan iklim, termasuk penyelesaian daripada pelbagai sektor seperti tenaga, pertanian dan pengangkutan.
