Nowe mapy starożytnego ocieplenia ujawniają silną reakcję na dwutlenek węgla

w Badanie opublikowane w PNASProfesor Jessica Tierney z University of Arizona wraz z kolegami stworzyła kompletne mapy globalnego ocieplenia wywołanego węglem, które miało miejsce w paleoceńsko-eoceńskim maksimum termicznym (PETM), 56 milionów lat temu.

Chociaż istnieją pewne podobieństwa między okresem PETM a obecnym ociepleniem, nowa praca zawiera pewne nieoczekiwane konsekwencje – reakcję klimatu na dwutlenek węgla.₂ Była wówczas dwukrotnie silniejsza niż obecnie najlepsze szacunki Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC). Jednak zmiany we wzorcach opadów i nasilenie ocieplenia na biegunach były niezwykle zgodne z najnowszymi trendami, mimo że w tym czasie był to zupełnie inny świat.

inny świat

Ocieplenie okresu Petam zostało spowodowane szybkim geologicznym uwolnieniem ko₂głównie z skurcz magmy W płaszczu Ziemi w miejscu, w którym obecnie znajduje się Islandia. Magma zaatakowała bogate w ropę osady na Północnym Atlantyku, doprowadzając dwutlenek węgla do wrzenia₂ i metan. Do rozgrzania wymagało naprawdę wysokiej zawartości tlenku węgla₂ Klimat sprawił, że przez dziesiątki tysięcy lat było goręcej, co skłoniło niektórych stworzenia głębinowe A Niektóre rośliny tropikalne do wyginięcia. Ssaki wyewoluowały najmniejszya była duża liczba Migracje Na kontynentach krokodyle i stworzenia podobne do hipopotamów i palmy Wszyscy dobrze prosperowali tylko 500 mil od bieguna północnego i Antarktyda Był wolny od lodu.

Wraz z ociepleniem klimatu naukowcy stają się coraz lepsi Coraz częściej patrzę na przeszłe klimaty Aby uzyskać wgląd, ale utrudniony przez niepewność temperatury, dwutlenek węgla₂ Poziomy i dokładny czas zmian – Wcześniejsze prace nad PETM miały niepewną temperaturę np. w zakresie od 8° do 10°C. Teraz zespół Tierney zawęził tę niepewność do zaledwie 2,4 °C, pokazując, że PETM ogrzał się o 5,6 °C, co stanowi poprawę w porównaniu z poprzednimi szacunkami ~5 °C.

„Naprawdę byliśmy w stanie zawęzić to oszacowanie do poprzedniej pracy” – powiedział Tierney.

Naukowcy obliczyli również dwutlenek węgla₂ Poziomy przed i podczas okresu PETM pochodzące z izotopów boru mierzone w kopalnych muszlach planktonu. Znaleźli CO₂ Było to około 1120 ppm przed okresem PETM i wzrosło do 2020 ppm w szczytowym momencie. Dla porównania CO₂ byłem 280 str./minjesteśmy w tej chwili 418ppm. Zespół był w stanie wykorzystać nowe temperatury i dwutlenek węgla₂ Wartości do obliczenia, jak bardzo planeta ociepla się w odpowiedzi na podwojenie dwutlenku węgla₂ wartości lub „wrażliwość na klimat równowagi” dla PETM.

bardzo wrażliwy

Najlepsze oszacowanie wrażliwości klimatycznej IPCC dla naszych czasów wynosi 3°C, ale wiąże się to z dużą dozą niepewności – może to być coś pomiędzy 2° do 5°C– Z powodu naszej niedoskonałej wiedzy o Informacja zwrotna w systemie Ziemi. Jeśli czułość okaże się wyższa, będziemy się nagrzewać bardziej za daną ilość emisji. Badanie Tierneya wykazało, że czułość klimatyczna okresu PETM wynosiła 6,5°C – ponad dwukrotnie więcej niż najlepsze oszacowanie IPCC.

Tierney powiedział mi, że wyższa liczba „nie jest zbyt zaskakująca”, ponieważ poprzednie wyszukiwanie Opisz reakcję Ziemi na dwutlenek węgla₂ Jest silniejszy przy wyższym poziomie CO2₂ Poprzednie poziomy Ziemi. Nasza wrażliwość na klimat nie byłaby tak wysoka: „Nie spodziewamy się, że jutro będziemy mieć wrażliwość klimatyczną na poziomie 6,5°C” – wyjaśnił Tierney.

Jednak ich artykuł sugeruje, że jeśli nadal będziemy zwiększać CO₂ poziomów, wywoła reakcję temperaturową na ten CO₂ wyższy. „Możemy spodziewać się pewnego wzrostu wrażliwości klimatycznej w najbliższej przyszłości, zwłaszcza jeśli uwolnimy więcej gazów cieplarnianych” – powiedział Tierney.

Mapowanie klimatu za pomocą pobierania danych

Nowy, wyraźniejszy obraz wyłania się ze sposobu, w jaki zespół Tierneya zmierzył się z odwiecznym problemem geologów: nie mamy danych dla każdego miejsca na planecie. Dane geologiczne PETM ograniczają się do miejsc, w których osady z tamtych czasów są zachowane i dostępne – zwykle przez odwiert lub odkrywkę naziemną. Wszelkie wnioski dotyczące na calym swiecie Klimat musi być przeskalowany z tych rozproszonych punktów danych.

„To naprawdę trudny problem” – powiedział Tierney. „Jeśli chcesz zrozumieć, co dzieje się w przestrzeni, naprawdę trudno jest to zrobić z samymi danymi geologicznymi”. Więc Tierney i jego koledzy pożyczyli technikę z prognozowania pogody. „To, co robią eksperci od pogody, to uruchamiają model pogody, a w miarę upływu dnia dokonują pomiarów wiatru i temperatury, a następnie integrują je ze swoim modelem… a następnie uruchamiają model ponownie, aby poprawić prognozę, — powiedział Tierney.

Zamiast termometrów jej zespół wykorzystał pomiary temperatury szczątków drobnoustrojów i planktonu zachowanych w osadach liczących 56 milionów lat. Zamiast modelu pogodowego użyli modelu klimatycznego z geografią eocenu i bez warstw lodu, aby zasymulować klimat przed i przy szczytowym ociepleniu PETM. Obrócili model kilka razy, z różnym stopniem CO₂ poziomy i konfiguracja orbity Ziemi ze względu na niepewność w nich. Następnie wykorzystali dane dotyczące mikrobów i planktonu, aby wybrać symulację, która najlepiej pasuje do danych.

„Pomysł polega na tym, aby wykorzystać fakt, że symulacje modeli są przestrzennie kompletne. Ale są to modele, więc nie wiemy, czy mają rację. Dane wiedzą, co się stało, ale nie są przestrzennie kompletne” – wyjaśnił Tierney. „Tak więc mieszając to, otrzymujemy to, co najlepsze z obu światów”.

Aby zobaczyć, jak dobrze ich zmieszany produkt pasuje do rzeczywistości, porównali go z niezależnymi danymi uzyskanymi z pyłków i liści oraz z miejsc nieobjętych procesem mieszania. „Dopasowali się właściwie, naprawdę dobrze, co jest raczej pocieszające” – powiedział Tierney.

„Nowość tego badania polega na wykorzystaniu modelu klimatycznego do dokładnego określenia warunków klimatycznych, które najlepiej pasują do danych przed i podczas okresu PETM, dając wzorce zmian klimatu na całym świecie i lepsze oszacowanie średniej globalnej zmiany temperatury, ” powiedział dr Tom Dunkley-Jones z Uniwersytetu w Birmingham, który nie był częścią badania.