Jorden har en overraskende ny aktør i klimaspillet: oksygen. Selv om oksygen ikke er en klimagass som kan fange opp varme, kan konsentrasjonen i atmosfæren påvirke hvor mye sollys som kommer til bakken, og nye modeller antyder at effekten har endret klimaet i det siste.
Relatert innhold
- Havdøde soner blir verre globalt på grunn av klimaendringer
- Mer karbondioksid i luften gjør at noen avlinger er mindre næringsrike
Oksygen utgjør for øyeblikket omtrent 21 prosent av gassene i planetens atmosfære, men dette nivået har ikke vært jevnt over jordens historie. De første par milliardene årene var det lite oksygen i atmosfæren. Så, for rundt 2, 5 milliarder år siden, begynte oksygen å bli lagt til atmosfæren av fotosyntetiske cyanobakterier. “Oksygen produseres som et avfallsprodukt fra fotosyntesen. Det konsumeres gjennom respirasjon, ”forklarer klimaforsker ved University of Michigan Chris Poulsen, hovedforfatter av studien som ble publisert i dag i Science .
Det avfallsproduktet utløste en masseutryddelse kjent som Great Oxygenation Event. Men over tid utviklet det seg nye livsformer som bruker eller fordriver oksygen i respirasjonen, og atmosfærens oksygennivå fortsatte å øke. "Produksjon og begravelse av plantestoff over lengre perioder får oksygennivået til å stige, " forklarer Poulsen. Nivåer kan falle igjen når det fanget av eldgamelt organisk materiale blir utsatt for land, og elementer som jern reagerer med oksygen fra atmosfæren, en reaksjon som kalles oksidativ forvitring. Som et resultat av disse prosessene har oksygennivået i atmosfæren variert fra et lavt nivå på 10 prosent til høyt 35 prosent de siste 540 millioner årene.
Poulsen og kollegene studerte avdøde Paleozoics klima og planter, og under et møte begynte de å snakke om hvorvidt oksygennivåer på en eller annen måte kan ha påvirket klimaet i det siste. Studier har vist at atmosfærisk karbondioksid har vært den viktigste klimadriveren gjennom dyp tid, så de fleste trodde oksygenets rolle har vært ubetydelig.
Men datamodeller basert på karbondata har ikke klart å forklare alt i posten. For eksempel ble Cenomanian, en tid i det sene krittiden, preget av høye karbondioksider og stigende temperaturer, men modeller av denne tiden spytter vanligvis ut polare temperaturer og nedbørhastigheter som er for lave sammenlignet med data hentet fra den paleogeologiske referansen. Så Poulsen begynte å endre en klimamodell for å teste oksygenidéen, og resultatene viste at endringer i oksygenkonsentrasjon faktisk hadde innvirkning gjennom en rekke tilbakemeldinger.
"Å redusere oksygennivået tynner atmosfæren, slik at mer sollys kan nå jordens overflate, " forklarer Poulsen. Mer sollys lar mer fuktighet fordampe fra planetens overflate, noe som øker fuktigheten. Fordi vanndamp er en klimagass, blir mer varme fanget i nærheten av jordoverflaten, og temperaturene stiger. Den økte fuktigheten og temperaturen fører også til økning i nedbør. Derimot, når oksygenkonsentrasjonen er høyere, blir atmosfæren tykkere og sprer mer sollys. Som et resultat er det mindre vanndamp å fange varme.
Å tilføre oksygenpåvirkninger i andre tidsperioder kan føre til mer nøyaktige modeller av planetens fortid, sier forskerne. Men Poulsen advarer om at studien ikke har noen innvirkning på det som er kjent om jordas nåværende klima. Planetens klima endrer seg i dag fordi nivåer av klimagasser som karbondioksid og metan øker dramatisk - oksygen er ikke en faktor.
"Oksygennivået synker i dag, men i en veldig langsom hastighet, omtrent titalls deler per million per år, " sier han. "Denne hastigheten er altfor treg til å påvirke klimaet i den moderne verden." Gi planeten enda en million år, selv om, og fremtidige klimaforskere vil trenge å tilføre oksygen til modellene sine for å få det fulle bildet.
