En spell av alvorlig global oppvarming for 55 millioner år siden ble utløst av ikke én, men to innsprøytninger av klimagasser i atmosfæren - og økningen har antydet at den gamle oppvarmingshendelsen kan inneholde viktige leksjoner for hva du kan forvente med dagens klimaendringer.
Relatert innhold
- Resesjon, ikke fracking, droppet en dråpe karbonutslipp i USA
- Hva vi kan lære ved å grave hemmelighetene bak jordens dype karbon
- Reis gjennom dyp tid med denne interaktive jorden
- Gass, trolig metan, siver fra 570 steder utenfor østkysten
En av de beste måtene å utforske hvordan menneskelig indusert global oppvarming vil påvirke Jorden i fremtiden, er å studere hvordan planeten vår reagerte på klimaendringer i fortiden. Mange forskere synes Paleocene – Eocene Thermal Maximum (PETM) for 55 millioner år siden er spesielt relevant for vår nåværende situasjon, fordi det også innebar en massiv innsprøytning av karbon i atmosfæren som førte til spirende globale temperaturer.
Imidlertid er ikke alle forskere overbevist om at vi har mye å lære av PETM. Noen studier antydet at klimaet den gang endret seg langt saktere enn det endrer seg nå, med at atmosfærisk karbon bygger seg gradvis opp i løpet av omtrent 20 000 år, kanskje på grunn av den sakte frigjøringen av vulkangasser. Atter andre studier konkluderte med at PETM-endringene skjedde altfor raskt for sammenligning med vår nåværende situasjon. En studie i fjor antydet at atmosfærisk karbon steg i løpet av få år, kanskje på grunn av en enorm tilstrømning av karbon fra en kometpåvirkning.
Men de siste geologiske bevisene, publisert i dag i Nature Geoscience, gjør at disse “for trege” og “for raske” oppvarmingsscenariene begynner å se usannsynlige ut. I stedet var endringsraten sannsynligvis "helt riktig" for å gjøre moderne sammenligninger.
Forskere ledet av Gabe Bowen ved University of Utah boret en 820 fot stor kjerne ut av bakken nær Powell, Wyoming. Prøven deres skjærer gjennom eldgamle jordarter - nå omgjort til stein - som dannet seg før, under og etter PETM. Jordlagene inneholder tusenvis av karbonatknuter, som hver inneholder varianter av karbon som reflekterer sammensetningen av atmosfæren på det tidspunktet nodulen dannet seg. Ved å måle disse variantene, eller isotoper, innenfor hver knute, kunne forskerne bygge et bilde av hvordan karbon ble tilsatt den gamle atmosfæren. Det er ikke første gang forskere har bygget en slik karbonrekord for PETM - lignende profiler er laget med informasjon fra marine sedimentkjerner. Men marine sedimenter blir kvernet opp ved å grave dyr, og uskarpe detaljene i karbonbildet på en måte som ikke skjer så lett på land, sier forskerne.
Grå, runde knuter av karbonatprikker disse sedimentkjernene som er boret fra Nord-Wyoming. (Bianca Maibauer, University of Utah) Resultatene viser at karbon ble pumpet ut i atmosfæren i løpet av noen tusen år - omtrent i samme tempo som dagens utslipp. De fant også at minst 992 millioner tonn karbon kom inn i atmosfæren per år - det er innenfor en størrelsesorden av dagens årlige hastighet på 10, 5 milliarder tonn.
Men det mest interessante funnet var at PETM ser ut til å ha involvert to separate karbonpulser. Noen tusen år før PETM kom i full gang, var det en kortvarig periode med global oppvarming. Atmosfæriske karbonnivåer skutt opp i løpet av kanskje 1500 år, holdt seg høye i et årtusen eller så raskt tilbake til det normale. Etter ytterligere et par årtusener skutt karbonnivået opp igjen - men denne gangen holdt de seg høyt i titusenvis av år, noe som forårsaket den sanne PETM-hendelsen.
"Dette er det første sterke beviset på at det var disse to pulser som var veldig nært fordelt i tid, " sier studieforfatter Scott Wing, en paleobiolog ved Smithsonians National Museum of Natural History. Det er en betydelig observasjon, sier han, fordi det betyr at vi bedre kan vurdere nøyaktig hva som utløste PETM. "Det er nesten flaut at vi ikke har jobbet frem en sak ennå, " sier Wing. "Det er det første noen vil vite - men selv 20 år etter å ha identifisert PETM krangler vi fortsatt om årsaken."
De nye resultatene ser ut til å utelukke det veldig sakte, vulkansk induserte scenariet - karbonet kom inn i miljøet for raskt til at det kunne fungere. Og fordi det var to tydelige oppvarmingspulser, ser komet-scenariet også svakt ut. "Du må ha to separate kometer da - det høres litt ut som spesiell bønn, " sier Wing.
Paleobiologen Scott Wing fra Smithsonian Institution har en kjerneprøve som ble boret fra Wyomings Willwood-formasjon i et universitet i Utah-ledet studie av en global oppvarmingsepisode for nesten 56 millioner år siden. (William Clyde, University of New Hampshire) I stedet hevder forfatterne at en frigjøring av metan fra avleiringer under havbunnen ville forklare både endringshastigheten og de nysgjerrige dobbeltpulsene. Denne metanen er normalt trygt innelåst i en fast form kalt metan clathrate, men til og med et undersjøisk skred kan ha vært nok til å destabilisere et område av havbunnen og låse opp en enorm klatratforekomst. Den slags hendelser kunne ha utløst den kortvarige pulsen til global oppvarming før den viktigste PETM-hendelsen.
Som svar på denne innledende pulsen, kan jordens hav ha sluppet opp den overskytende atmosfæriske varmen. Hvis de gjorde det, er det imidlertid mulig at denne naturlige utvinningsmekanismen utløste hovedhendelsen. Varmere hav kan selv destabilisere klatratavsetninger, noe som kan forklare hvor den andre karbonpulsen kom fra, sier Wing. Hvis dette scenariet er riktig, gjør det PETM enda mer relevant for i dag - verdenshavene varmer opp igjen, og klatratiske forekomster under havbunnen begynner igjen å destabilisere.
Metan-klatrater frigjort fra sedimenter i Russlands Baikal-innsjø ser ut til å boble gjennom isen. (Louise Murray / Robert Harding World Imagery / Corbis) "Jeg var litt skeptisk til studien med det første - jordkarbonater er vanligvis vanskelig å tolke, " sier Henrik Svensen ved Universitetet i Oslo, Norge. "Men det virker som en fin og grundig studie som faktisk tilfører nye perspektiver til PETM." Det som ikke er klart, legger Svensen til, er grunnen til at dobbeltpulsen ikke virkelig har dukket opp tydelig i andre studier, gitt at flere grupper av geologer som jobber andre steder i verden, har brukt karbonisotoper i bergarter for å rekonstruere atmosfæriske forhold under PETM i relativt høy detalj.
Andre forskere sier at de har sett antydninger til de to pulser i sine tidligere studier. For eksempel publiserte Ying Cui og Lee Kump ved Pennsylvania State University og deres kolleger en analyse i 2011 av karbonisotoper i PETM marine sedimenter utenfor kysten av Spitsbergen i Polhavet. "Vi identifiserte to impulser også, relatert til brattdannelser og utflater i karbonisotopoppføringen, " sier Kump.
Likevel er det ikke alle som er overbevist om at de siste bevisene høres dødsknallen for tidligere oppvarmingsscenarier. James Wright ved Rutgers University var medforfatter av fjorårets papir og argumenterte for at PETM-oppvarmingen skjedde raskt, kanskje på grunn av en komet. Fordi de nye resultatene viser atmosfæriske forhold som er returnert til det normale mellom første og andre puls, kan vi ikke være sikre på at den første pulsen har noen direkte relevans for PETM, teller han. Dette vil forlate veien for den andre pulsen å være utelukkende ansvarlig - noe som betyr at vi ikke helt kan utelukke komet-scenariet.
Hvis Wing og kollegene hans stemmer og PETMs globale oppvarmingshendelse ligner dagens, vet vi at det ikke er en perfekt sammenligning. Verden var et veldig annet sted for 55 millioner år siden. Selv før PETM, for eksempel, var planeten allerede så varm at det ikke var noen iskapper. Vi skal heller ikke dra for mye trøst fra det faktum at PETM ikke forårsaket noen stor masseutryddelse, sier Wing, fordi selv om den nåværende globale oppvarmingen ikke truer eksistensen av artene våre, truer den vår livsførsel. "Det vi snakker om er enorme endringer som kan føre til en ganske utrolig mengde menneskelig lidelse og tap av de tingene vi alle elsker, " sier han.
