Nové mapy starověkého oteplování odhalují silnou reakci na oxid uhličitý

v Studie publikovaná v PNASProfesorka Jessica Tierneyová z University of Arizona a kolegové vytvořili kompletní globální mapy oteplování vyvolaného uhlíkem, ke kterému došlo v paleocénně-eocénním teplotním maximu (PETM), před 56 miliony let.

Ačkoli existují určité podobnosti mezi obdobím PETM a současným oteplováním, nová práce zahrnuje některé neočekávané důsledky – klimatickou reakci na oxid uhličitý.₂ Tehdy byl dvakrát silnější než současný nejlepší odhad Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC). Ale změny ve vzorcích srážek a zesílení oteplování na pólech byly pozoruhodně v souladu s nedávnými trendy, přestože se v té době jednalo o zcela odlišný svět.

jiný svět

Oteplení období Petam bylo způsobeno rychlým geologickým uvolněním ko₂především od a magmatické křeče V plášti Země v místě, kde se nyní nachází Island. Magma vtrhlo do sedimentů bohatých na ropu v severním Atlantiku a přivedlo oxid uhličitý do varu₂ a metanu. Aby bylo teplo, vyžadovalo to opravdu vysoký obsah oxidu uhelnatého₂ Klima způsobilo, že je po desítky tisíc let teplejší, což některé pobízelo hlubokomořských tvorů A Některé tropické rostliny k zániku. Savci se vyvinuli nejmenšía bylo jich velké množství Migrace Napříč kontinenty krokodýli a stvoření podobná hrochům a palmy Všem se dařilo jen 500 mil od severního pólu a Antarktida Bylo to bez ledu.

Jak se naše klima otepluje, vědci se zlepšují Stále více se podíváme na minulá podnebí Pro nahlédnutí, ale brzděný nejistotami v teplotě, oxid uhličitý₂ Hladiny a přesné načasování změn – Předchozí práce na PETM měly nejistou teplotu například v rozmezí 8° až 10°C. Nyní Tierneyho tým zúžil tuto nejistotu na pouhých 2,4 °C, což ukazuje, že PETM se zahřál o 5,6 °C, což je zlepšení oproti předchozímu odhadu ~5 °C.

„Opravdu jsme byli schopni zúžit tento odhad na předchozí práci,“ řekl Tierney.

Vědci také vypočítali oxid uhličitý₂ Hladiny před a během období PETM odvozené z izotopů boru měřených ve fosilních pláštích planktonu. Našli CO₂ Před obdobím PETM to bylo kolem 1 120 ppm a na svém vrcholu vzrostlo na 2020 ppm. Pro srovnání, CO₂ byl jsem 280 str./minjsme v současné době o 418 str./min. Tým byl schopen využít nové teploty a oxid uhličitý₂ Hodnoty pro výpočet toho, jak moc se planeta otepluje v reakci na zdvojnásobení oxidu uhličitého₂ hodnoty, neboli „rovnovážná klimatická citlivost“ pro PETM.

velmi citlivý

Nejlepší odhad citlivosti klimatu podle IPCC pro naši dobu je 3 °C, ale to přichází s velkou mírou nejistoty – může to být cokoliv mezi 2° až 5°C– Kvůli našim nedokonalým znalostem Zpětná vazba v systému Země. Pokud se ukáže, že citlivost je na vyšším konci, zahřejeme více pro dané množství emisí. Tierneyho studie zjistila, že klimatická citlivost v období PETM byla 6,5 ​​°C – více než dvojnásobek nejlepšího odhadu IPCC.

Tierney mi řekl, že vyšší číslo „není příliš překvapivé“, protože předchozí hledání Popište reakci Země na oxid uhličitý₂ Je silnější při vyšší hladině CO2₂ Minulé úrovně Země. Naše klimatická citlivost by nebyla tak vysoká: „Neočekáváme, že zítra budeme mít klimatickou citlivost 6,5 °C,“ vysvětlil Tierney.

Jejich práce však naznačuje, že pokud budeme pokračovat ve zvyšování CO₂ úrovních, vyvolá teplotní odezvu na tento CO₂ vyšší. „V blízké budoucnosti můžeme očekávat určité zvýšení citlivosti na klima, zvláště pokud uvolníme více skleníkových plynů,“ řekl Tierney.

Mapování klimatu pomocí příjmu dat

Nový, jasnější obrázek vyplývá ze způsobu, jakým Tierneyho tým řešil věčný problém geologů: nemáme data pro každé místo na planetě. Geologická data PETM se omezují na lokality, kde jsou usazeniny z té doby zachovány a přístupné – obvykle buď vrtem nebo výchozem na zemi. Jakékoli závěry o celosvětově Klima musí být zvětšeno z těchto rozptýlených datových bodů.

„Je to vlastně těžký problém,“ řekl Tierney. „Pokud chcete porozumět tomu, co se děje prostorově, je opravdu těžké to udělat pouze s geologickými daty.“ Tierney a jeho kolegové si tedy vypůjčili techniku ​​z předpovědi počasí. „To, co dělají experti na počasí, je, že spustí model počasí a jak den plyne, provedou měření větru a teploty a pak je začlení do svého modelu…a pak znovu spustí model, aby zlepšili předpověď.“ “ řekl Tierney.

Místo teploměrů použil její tým měření teploty z mikrobiálních a planktonických zbytků uchovaných v 56 milionů let starých sedimentech. Namísto modelu počasí použili klimatický model s eocénní geografií a bez ledových vrstev k simulaci klimatu před a při nejvyšším oteplení PETM. Několikrát model otočili s různým stupněm CO₂ úrovních a orbitální konfiguraci Země kvůli nejistotám v těch. Poté použili data mikrobů a planktonu k výběru simulace, která nejlépe odpovídá datům.

„Myšlenka je skutečně využít skutečnosti, že modelové simulace jsou prostorově úplné. Ale jsou to modely, takže nevíme, jestli jsou správné. Data vědí, co se stalo, ale nejsou prostorově úplná,“ vysvětlil Tierney. „Takže smícháním získáme to nejlepší z obou světů.“

Aby zjistili, jak dobře jejich namíchaný produkt odpovídá realitě, porovnali jej s nezávislými údaji získanými z pylu a listů az míst, která nebyla zahrnuta do procesu míchání. „Vlastně se k sobě hodili, opravdu dobře, což je docela uklidňující,“ řekl Tierney.

„Novinkou této studie je použití klimatického modelu k přesnému vypracování klimatických podmínek, které nejlépe odpovídají údajům před a během období PETM, poskytující vzorce klimatických změn po celém světě a lepší odhad průměrné globální změny teploty.“ “ řekl Dr. Tom Dunkley-Jones z University of Birmingham, která nebyla součástí studie.