Küresel ısınmanın arkasındaki temel kimya çok basittir ve tartışılmaz. Karbondioksit (CO2) atmosferdeki ısıyı hapseder. 1. Fosil yakıtların yakılması ve 2. Geniş alanlardaki ormanların yok edilmesi yoluyla, insanlık, atmosfere doğal süreçler tarafından emilebileceğinden daha hızlı karbondioksit ekliyor. Ormansızlaşma aynı zamanda biyosferin CO2 işleme kapasitesini azaltırken aynı zamanda daha fazlasını da ekliyor. Sonuç olarak, atmosferin ısınması ve iklimin zamanla ısınması, buzulların erimesi, okyanus su seviyelerinin yükselmesi ve iklim bölgelerinin kuzeye doğru kayması mantıklıdır.
Ancak tuhaf bir şekilde, küresel ısınmanın aslında yeni bir buzul çağının başlangıcına yol açabileceğini öne süren bir teori var! İlginç bir şekilde, bu teori doğrudan tüm küresel ısınma tartışmasından ortaya çıkmadı. Daha ziyade, paleoklimatoloji alanından bağımsız olarak ortaya çıktı.
Paleoklimatoloji, buzul çağları ve nispeten sıcak dönemler arasındaki periyodik değişimler gibi iklim değişikliğinin tarihini inceler. Bu kaymalar, Dünya’nın jeolojik tarihi boyunca meydana geldi. Daha spesifik olarak, söz konusu teori, bir buzul çağının başlangıcını neyin tetiklediğini anlama girişimlerinden kaynaklanmaktadır.
William Calvin’in (1998) işaret ettiği gibi, Dünya’nın iklimi, uzun süreli soğuk sıcaklıklar veya daha kısa sıcak dönemlerle noktalanan buzul çağları ile iki durum arasında periyodik olarak “döner”. Kanıtlar ayrıca, daha sıcak dönemlerden daha soğuk dönemlere (veya tersi) geçişlerin, jeolojik bir zaman ölçeğinde genellikle nispeten hızlı bir şekilde meydana geldiğini göstermektedir. Bu, çoğu küresel ısınma teorisyenlerinin mevcut ısınma eğilimleri için öngördüğü kademeli değişikliklerin tam tersidir.
Paleoklimatoloji çalışmaları kısmen buz çekirdeklerine ve Grönland ve Antarktika’dan alınan diğer verilere dayanmaktadır. Buz çekirdekleri, yaklaşık olarak son 250.000 yıl boyunca hava sıcaklığındaki ve atmosferin bileşimindeki değişikliklerin bir kaydını sağlayan ağaç halkalarına benzer yıllık katmanlar içerir. Bu dönem, sonuncusu yaklaşık 11-12.000 yıl önce sona eren iki büyük buzul çağını kapsar. Bu nedenle, küresel iklim, buzul çağları ve daha sıcak dönemler arasında nispeten hızlı geçişlerle, jeolojik zaman ölçeğinde “iki modlu” olma eğiliminde olmuştur.
Paleoklimatologlar, bu hızlı dönüşlerin nasıl çalışabileceğini açıklamak için hipotezler önermeye yeni başlıyorlar. Calvin’in işaret ettiği gibi, anahtarlardan biri okyanus akıntılarının hareketindeki değişikliklerde yatıyor olabilir. Okyanus akıntıları, gezegenin bir bölgesinden diğerine farklı sıcaklıklarda ve farklı tuzluluk seviyelerinde su taşıyan denizdeki büyük nehirlere çok benzer.
Örneğin, şu anda Kuzey Atlantik akıntısı, Pasifik Okyanusu’ndan İzlanda’ya kadar tüm yol boyunca ılık yüzey suları taşıyor, bu da o bölgedeki havayı ısıtmaya ve aynı zamanda kuzey Avrupa’daki iklimi, Kuzey Avrupa’daki iklimden çok daha sıcak tutmaya yardımcı oluyor. Kuzey Amerika’daki benzer enlemler. Örneğin Londra, İngiltere, memleketim olan Kanada’daki Winnipeg kasabasına benzer bir enleme sahiptir, ancak çok daha ılıman bir iklime sahiptir. Bunun nedeni, Kuzey Atlantik’ten doğuya doğru esen hakim rüzgarların Avrupa’nın sıcaklığını daha sıcak tutmasına yardımcı olmasıdır.
Kuzey Atlantik akımı daha sonra su tuz yüklü hale gelip soğudukça batar ve geri dönüş akışı daha soğuk, daha tuzlu suyu Pasifik Okyanusu’na geldiği şekilde geri taşır. Pasifik, tuz içeriğini seyreltmek için daha fazla suya sahip olduğu için Atlantik kadar tuzlu değildir. Bir kez daha, okyanus akıntıları, gezegenin okyanuslarındaki küresel tuz dolaşımı ve sıcaklık dolaşım sisteminin bir parçasıdır.
Teori, iklim dalgalanmalarının “tuz yıkama”daki değişikliklerle bağlantılı olabileceği yönünde. Tuzla fışkırma, akıntının yer altı dönüş yolculuğuna başlamadan önce Kuzey Atlantik’teki daha soğuk, daha ağır, tuz yüklü suların batmasını ifade eder. Teori ayrıca, tuzla yıkamanın birkaç nedenden dolayı başarısız olabileceğini öne sürüyor. Ve eğer tuz püskürtme yeterince sık başarısız olursa, bu sıcak yüzey sularının kuzeye kadar gitmesini durdurabilir ve böylece Avrupa’nın iklimini değiştirebilir.
Calvin, tuz fışkırmasının veya tuz yüklü suların batmasının Kuzey Atlantik’te başarısız olmasına ve daha güneye itilmesine neden olabilecek iki ana neden sunar; bunların her ikisinin de küresel ısınma tarafından desteklenmesi muhtemeldir ve her ikisi de birbirleriyle ilişkilidir.
1. Birincisi, yüzen buz miktarındaki artıştır. Grönland’ın buz tabakası eridikçe, okyanusa düşen buz parçalarının veya buz dağlarının miktarı da artar. Daha fazla yüzen buz, okyanus yüzeyinin rüzgarlara maruz kalan miktarını azaltır ve bu da buharlaşmayı azaltır. Ancak suyu yeterince ağır ve batacak kadar tuzlu hale getirmek için buharlaşmaya ihtiyaç vardır.
2. Grönland’ın buz tabakalarının erimesi ve daha fazla yüzen buz, Kuzey Atlantik’e büyük miktarlarda tatlı su eklenmesi anlamına gelir; bu da tuzlu ağır yüzey sularını batmaya başlayacak kadar dengesiz hale gelmeden önce seyreltir.
Birlikte, bu faktörler kuzeydeki ılık yüzey akıntılarının şu anda ne kadar uzağa seyahat ettiğini etkileyebilir.
Calvin’in önerdiği şey, tuzlu su akışındaki bir dizi başarısızlık ve bunun sonucunda okyanus akıntılarındaki değişimlerin, küresel iklimi sıcak dönemlerden buzul çağlarına çeviren tetikleyici olabileceğidir. Paradoksal olarak, eğer bu teori doğruysa, küresel ısınma, özellikle Grönland’ın buz tabakasını eriterek, Kuzey Atlantik’i seyrelterek ve tuz fışkırmasını önleyerek, aslında başka bir buzul çağının tetikleyicisi olabilir. Bu, Avrupa’nın iklimini hızla soğutabilir, kuzey Avrupa’da buzun yeniden genişlemesine ve oradan kartopuna yol açabilir. Örneğin artan yüzey ve deniz buzu, güneşin ısısının çoğunu uzaya geri yansıtır ve böylece soğumaya daha fazla katkıda bulunur. Ve eğer olaylar geçmişteki iklim dalgalanmalarında olduğu kadar hızlı ilerlerse, bu nispeten hızlı bir şekilde, hatta insan zaman ölçeğinde bile gerçekleşebilir.
Bütün bu teori aynı zamanda küresel iklim, ekosistemler ve biyosfer gibi karmaşık sistemlerin mekanik sistemler gibi davranmadığının bilimsel literatürdeki en iyi örneklerinden biridir. Calvin’in önerdiği şey, daha büyük sistem -atmosferik sıcaklık, okyanus sıcaklığı, okyanustaki tuz içeriği ve okyanusun hareketi arasındaki tüm karmaşık etkileşimleri içeren daha büyük sistem- telafi ettiği için ısıyı artırmanın hızlı bir soğumaya yol açabileceğidir. Akımlar, diğer faktörlerin yanı sıra.
Daha önce istikrarlı bir durumdaki bu tür “ani” kayma veya karmaşık sistemlerdeki eğilim, ekolojik literatürde “süreksizlik” olarak bilinir (Bright 2000). Aynı zamanda, genel olarak karmaşık organik sistemlerin öngörülemezliğine çok iyi bir örnektir.