Joseph Norman
0 
2373
474
Nivået av karbondioksid i atmosfæren i dag er sannsynligvis høyere enn det har vært når som helst de siste 3 millioner årene. Denne økningen i nivået av karbondioksid, en klimagass, kan føre til temperaturer som ikke er sett over hele tiden, ifølge ny forskning.
Studien forskere brukte datamodellering for å undersøke endringene i klimaet i kvartærperioden, som startet for rundt 2,59 millioner år siden og fortsetter inn i dag. I løpet av denne perioden har jorden gjennomgått en rekke endringer, men ingen så raske som de som ble sett i dag, sa studieforfatter Matteo Willeit, en postdoktor klimaforsker ved Potsdam Institute for Climate Impact Research. [Fotografisk bevis på klimaendringer: Time-Lapse-bilder av retreatende isbreer]
"For å få et varmere klima enn i dag, må du i utgangspunktet gå tilbake til en annen geologisk periode," fortalte Willeit .
3 millioner år med klima
Den kvartære perioden begynte med en periode med isbre, da isark stjal ned fra Grønland for å dekke store deler av Nord-Amerika og Nord-Europa. Til å begynne med avanserte disse breene og trakk seg tilbake på en 41 000 år lang syklus, drevet av endringer i jordens bane rundt solen, sa Willeit.
For mellom 1,25 millioner og 0,7 millioner år siden, strakte disse is- og interglacialsyklusene seg, og oppsto igjen hvert 100 000 år eller så, et fenomen som ble kalt mid-Pleistocene-overgangen på grunn av epoken der den skjedde. Spørsmålet, sa Willeit, er hva som forårsaket overgangen, gitt at mønsteret med variasjoner i jordens bane ikke hadde endret seg.
Willeit og teamet hans brukte en avansert datasimulering av kvartæret for å prøve å svare på det spørsmålet. Modeller er bare like gode som parametrene som er inkludert, og denne inkluderte mye: atmosfæriske forhold, havforhold, vegetasjon, global karbon, støv og isark. Forskerne inkluderte det som er kjent om parametrene, og justerte dem deretter for å se hvilke forhold som kunne skape midt-Pleistocene-overgangen.
Hvordan ting har endret seg
Teamet fant ut at for 41 000-årige is-sykluser for å skifte til 100 000-årige sykluser, måtte to ting skje: Karbondioksid i atmosfæren måtte avta, og isbreene måtte skure bort et lag med sediment kalt regolit. [Bilder: Greenlands Gorgeous Glaciers]
Karbondioksid kan ha gått ned av forskjellige grunner, sa Willeit, for eksempel en nedgang i klimagassen som spyr fra vulkaner, eller endringer i forvitringsraten for bergarter, noe som vil føre til at mer karbon blir sperret inne i sedimenter fraktet til bunnen av hav. Mindre karbon i atmosfæren betydde at mindre varme ble fanget, slik at klimaet ville blitt avkjølt til det punktet hvor store isplater lettere kunne dannes.
Geologiske prosesser ga den avgjørende andre ingrediensen for lengre isbreer. Når kontinenter er isfrie over lengre tid, anskaffer de seg et toppsjikt med ikke-konsoliderte bergarter som kalles regolit. Jordens måne er et godt sted å se et eksempel i dag: Månens tykke støvlag er en regolit.
Is som dannes på toppen av denne regolitten har en tendens til å være mindre stabil enn is som dannes på fast berggrunn, sa Willeit (forestill deg forskjellen i stabilitet mellom en overflate laget av kulelager kontra den på en flat bordplate). Tilsvarende flyter regolitbaserte isark raskere og holder seg tynnere enn isen gjør. Når endringer i jordens bane endrer mengden varme som treffer jordoverflaten, er isplatene spesielt utsatt for å smelte.
Men isbreer bulldoser også regolitt bort, og skyver de støvete greiene til iskanten. Denne islagte skuringen avslører grunnfjellet; etter noen isbreer i begynnelsen av kvartæret, ville berggrunnen blitt utsatt, noe som ga nyformede islag et fastere sted å forankre, sa Willeit. Disse spenstige isplatene, pluss et kjøligere klima, resulterte i de lengre iskretssyklusene som ble sett etter omtrent en million år siden. Interglacial perioder forekom fortsatt på grunn av forandringer i banen, men de ble kortere.
Klima da og nå
Disse funnene er viktige for å forstå forholdene som avgjorde om steder som Chicago eller New York City er levelige eller er dekket på en mil med is. Men de er også nyttige for å ramme inn dagens klimaendringer, sa Willeit. [8 måter global oppvarming endrer allerede verden]
Registreringer av atmosfærisk karbon som eksisterte for rundt 800 000 år siden, må rekonstrueres i stedet for å måles direkte fra iskjerner, så estimater for mengden karbon i atmosfæren har variert. Willeit og teamets modelleringsforskning antyder at karbondioksid var under 400 deler per million i hele kvartærperioden. I dag er det globale gjennomsnittet 405 deler per million og stiger.
I slutten av Pliocen, for rundt 2,5 millioner år siden, var gjennomsnittlige globale temperaturer midlertidig omtrent 2,7 grader Fahrenheit (1,5 grader Celsius) høyere enn gjennomsnittet før den utbredte bruken av fossile brensler, viste Willeits modell. De eldgamle temperaturene holder for tiden rekorden for det høyeste i hele kvartærperioden.
Men det kan snart endre seg. Allerede er kloden 2,1 grader varmere enn gjennomsnittet for det industrielle. Parisavtalen fra 2016 ville begrense oppvarmingen til 2,7 F (1,4 C), og samsvarer med klimaet for 2,5 millioner år siden. Hvis verden ikke klarer denne grensen og går mot 2 grader C, det forrige internasjonale målet, vil det være det hotteste globale gjennomsnittet sett i denne geologiske perioden.
"Studien vår setter dette i perspektiv," sa Willeit. "Det viser tydelig at selv om du ser på tidligere klima over veldig lange tidsskalaer, er det vi gjør nå med tanke på klimaendringer noe stort og veldig raskt, sammenlignet med det som skjedde tidligere."
Funnene vil bli publisert i dag (3. april) i tidsskriftet Science Advances.
- Virkeligheten av klimaendringer: 10 myter busted
- Bilder av Melt: Earth's Vanishing Ice
- I bilder: The Vanishing Ice of Baffin Island
Opprinnelig publisert på .