55 miljoonan vuoden takaisesta vakavan ilmaston lämpenemisen loitsusta johtui kasvihuonekaasujen injektoiminen ilmakehään yhdessä paitsi kahdella, ja kasvunopeus viittaa siihen, että muinainen lämpenemistapahtuma voi pitää tärkeitä oppeja siitä, mitä nykypäivän ilmastomuutoksella voidaan odottaa.
Asiaan liittyvä sisältö
- Taantuma, joka ei hajoa, pudotti Yhdysvaltojen hiilidioksidipäästöjä
- Mitä voimme oppia kaivamalla maan syvän hiilen salaisuudet
- Matkaa läpi syvän ajan tämän interaktiivisen maan avulla
- Kaasu, todennäköisesti metaani, huomaa 570 paikasta itärannikon vieressä
Yksi parhaimmista tavoista tutkia, miten ihmisen aiheuttama ilmaston lämpeneminen vaikuttaa tulevaisuudessa Maan päälle, on tutkia tapaa, jolla planeettamme reagoi ilmastomuutokseen aiemmin. Monien tutkijoiden mielestä 55 miljoonan vuoden takainen paleoseeni-eoseeni-lämpöarvo (PETM) on erityisen merkityksellinen nykyisessä tilanteessa, koska siihen liittyi myös massiivinen hiilen injektio ilmakehään, mikä johti maailmanlaajuisten lämpötilojen kiertymiseen.
Kaikkia tutkijoita ei kuitenkaan ole vakuuttunut siitä, että meillä on paljon opittavaa PETM: stä. Joidenkin tutkimusten mukaan ilmastonmuutos muuttui tuolloin hitaammin kuin se muuttuu nyt. Ilmakehän hiilen kertyessä vähitellen noin 20 000 vuoden aikana, ehkä vulkaanisten kaasujen vapautumisen hitauden vuoksi. Vielä muissa tutkimuksissa pääteltiin, että PETM-muutokset tapahtuivat aivan liian nopeasti verrattuna nykyiseen tilanteeseemme. Viime vuonna tehdyssä tutkimuksessa ehdotettiin, että ilmakehän hiili nousi vain muutamassa vuodessa, mikä johtui ehkä komeetta-iskun aiheuttamasta valtavasta hiilivirrasta.
Mutta viimeisin geologinen näyttö, joka julkaistiin tänään Nature Geosciencessa, tekee näiden "liian hitaiden" ja "liian nopeiden" lämpenemissuunnitelmien alkavan näyttää epätodennäköisiltä. Sen sijaan muutosnopeus oli todennäköisesti ”juuri sopiva” nykyaikaisten vertailujen tekemiseen.
Gabe Bowenin johtamat tutkijat pohtivat Utahin yliopistosta 820 metrin sydämen maasta lähellä Powellia, Wyoming. Heidän näytteensä leikataan muinaisten maaperien läpi - nyt muuttuneina kiviksi -, jotka muodostuivat ennen PETM: ää, sen aikana ja sen jälkeen. Maaperän kerrokset sisältävät tuhansia karbonaatti-kyhmyjä, joista jokaisessa on hiililajikkeita, jotka heijastavat ilmakehän koostumusta silloin, kun kyhmy muodostui. Mittaamalla nämä lajikkeet tai isotoopit jokaisessa kyhmyssä, tutkijat voivat rakentaa kuvan siitä, kuinka hiiltä lisättiin muinaiseen ilmakehään. Se ei ole ensimmäinen kerta, kun tutkijat ovat rakentaneet tällaisen hiilidioksidin ennätyksen PETM: lle - samanlaiset profiilit on tehty käyttämällä merisedimentin ytimistä saatuja tietoja. Tutkijat sanovat, että meren sedimentit murskautuvat hautaamalla eläimiä ja hämärtäen hiilikuvan yksityiskohtia tavalla, jota ei tapahdu niin helposti maalla.
Harmaat, pyöreät karbonaatti-kyhmyt täplätvät nämä sedimentin ytimet, jotka porattiin Pohjois-Wyomingista. (Bianca Maibauer, Utahin yliopisto) Tulokset osoittavat, että hiili pumpattiin ilmakehään muutaman tuhannen vuoden aikana - suunnilleen samassa tahdissa kuin tämän päivän päästöt. He havaitsivat myös, että ilmakehään tuli vähintään 992 miljoonaa tonnia hiiltä vuodessa - se on suuruusluokkaa nykypäivän 10, 5 miljardia tonnia.
Mutta ehkä mielenkiintoisin havainto oli, että PETM näyttää sisältäneen kaksi erillistä hiilipulssia. Muutama tuhat vuotta ennen kuin PETM sai täyden vauhdin, ilmaston lämpeneminen oli lyhytaikainen. Ehkä 1500 vuoden aikana nousseet ilmakehän hiilipitoisuudet pysyivät korkeina vuosituhannen ajan tai palasivat sitten nopeasti normaaliksi. Muutaman vuosituhannen jälkeen hiilipitoisuus nousi jälleen - mutta tällä kertaa ne pysyivät korkeina kymmeniä tuhansia vuosia, aiheuttaen todellisen PETM-tapahtuman.
"Tämä on ensimmäinen vahva näyttö siitä, että nämä kaksi pulssia olivat hyvin lähekkäin ajallaan", sanoo tutkimuksen avustaja Scott Wing, paleobiologi Smithsonianin kansallisessa luonnonhistoriallisessa museossa. Se on merkittävä havainto, hän sanoo, koska se tarkoittaa, että voimme paremmin arvioida tarkalleen, mikä laukaisi PETM: n. "On melkein kiusallista, että emme ole vielä selvittäneet syytä", sanoo Wing. "Se on ensimmäinen asia, jonka kuka tahansa haluaa tietää - mutta jopa 20 vuotta PETM: n tunnistamisen jälkeen olemme edelleen kiistelevät syystä."
Uudet tulokset näyttävät sulkevan pois erittäin hitaan, tulivuoren aiheuttaman skenaarion - hiili tuli ympäristöön liian nopeasti, jotta se toimisi. Ja koska lämpenemisessä oli kaksi erillistä pulssia, komeetta näyttää myös heikolta. "Sinulla olisi silloin oltava kaksi erillistä komeetta - se kuulostaa vähän kuin erityinen vetoomus", Wing sanoo.
Smithsonian instituutin paleobiologi Scott Wing omistaa ydinnäytteen, joka on poistettu Wyomingin Willwood-muodostumisesta Utahin yliopiston johtamassa ilmaston lämpenemisjakson tutkimuksessa lähes 56 miljoonaa vuotta sitten. (William Clyde, New Hampshiren yliopisto) Sen sijaan kirjoittajat väittävät, että metaanin vapautuminen merenpohjan alla olevista saostumista selittäisi sekä muutosnopeuden että utelias kaksoispulssit. Tämä metaani lukitaan normaalisti turvallisesti kiinteään muotoon, jota kutsutaan metaaniklatraatiksi, mutta jopa merenpohjan maanvyöry saattaa olla riittävä merenpohjan alueen epävakauttamiseksi ja valtavan klatraattiesiintymän avaamiseksi. Tällainen tapahtuma olisi voinut laukaista lyhytaikaisen ilmaston lämpenemispulssin ennen PETM: n päätapahtumaa.
Vastauksena tähän alkuperäiseen pulssiin Maan valtameret ovat saattaneet imeytyä ylimääräisen ilmakehän lämmön. Jos he kuitenkin tekivät, on mahdollista, että tämä luonnollinen palautumismekanismi laukaisi päätapahtuman. Lämpimämmät valtameret voivat itse destabiloida klatraattiesiintymät, mikä saattaa selittää mistä toinen hiilipulssi tuli, Wing sanoo. Jos tämä skenaario on oikea, se tekee PETM: stä entistäkin merkityksellisemmän nykypäivään - valtameret lämpenevät jälleen kerran ja merenpohjan alla olevat klatraattiastiat alkavat jälleen horjuttua.
Venäjän Baikal-järven sedimenteistä vapautuneet metaaniklatraatit näyttävät kuplivan jään läpi. (Louise Murray / Robert Hardingin maailmankuvat / Corbis) "Olin aluksi hieman skeptinen tutkimuksen suhteen - maaperän karbonaatteja on yleensä vaikea tulkita", sanoo Henrik Svensen Oslon yliopistosta, Norja. "Mutta se näyttää hienolta ja perusteelliselta tutkimukselta, joka todellakin lisää uusia näkökulmia PETM: ään." Mikä ei ole selvää, lisää Svensen, miksi kaksoispulssi ei ole oikeasti ilmennyt selvästi muissa tutkimuksissa, koska useat ryhmät muualla maailmassa työskentelevät geologit ovat käyttäneet kivihiilen isotooppeja rekonstruoidakseen ilmakehän olosuhteet PETM: n aikana suhteellisen yksityiskohtaisesti.
Muut tutkijat väittävät, että he ovat aikaisemmissa tutkimuksissaan nähneet vihjeitä molemmista pulsseista. Esimerkiksi Ying Cui ja Lee Kump Pennsylvanian osavaltion yliopistossa ja heidän kollegansa julkaisivat vuonna 2011 analyysin Jäämeren Spitsbergenin rannikon edustalla sijaitsevien PETM-meren sedimenttien hiili-isotoopeista. "Tunnistimme myös kaksi pulssia, jotka liittyvät jyrkytyksiin ja litistyksiin hiili-isotooppitiedotteessa", Kump sanoo.
Joka tapauksessa kaikki eivät ole vakuuttuneita siitä, että viimeisimmät todisteet kuulevat kuolemankelkan aiempien lämpenemissuunnitelmien johdosta. James Wright Rutgersin yliopistosta kirjoitti viime vuoden lehden väittäen, että PETM: n lämpeneminen tapahtui nopeasti, ehkä komeetta. Koska uudet tulokset osoittavat ilmakehän olosuhteiden palautuneen normaaliksi ensimmäisen ja toisen pulssin välillä, emme voi olla varmoja siitä, että ensimmäisellä pulssilla on suoraa merkitystä PETM: lle, hän laskee. Tämä jättäisi tien toiselle pulssille olevan yksinomaan vastuullinen - mikä tarkoittaa, että emme voi täysin sulkea pois komeettaskenaariota.
Jos Wing ja hänen kollegansa ovat oikein ja PETM: n ilmaston lämpenemisilmiö on samanlainen kuin tänään, tiedämme, ettei se ole täydellinen vertailu. Maailma oli hyvin erilainen paikka 55 miljoonaa vuotta sitten. Esimerkiksi, jo ennen PETM: ää, planeetta oli jo niin lämmin, ettei jääkorkkeja ollut. Meidän ei pitäisi myöskään ottaa liikaa mukavuutta siitä, että PETM ei aiheuttanut suurta sukupuuttoon sukupuuttoa, Wing sanoo, koska vaikka nykyinen ilmaston lämpeneminen ei uhkaa lajien olemassaoloa, se vaarantaa elämämme. "Se mitä me puhumme, on valtavia muutoksia, jotka voivat aiheuttaa melko uskomatonta määrää ihmisten kärsimyksiä ja menetyksiä asioista, joista me kaikki pidämme", hän sanoo.
