v Štúdia publikovaná v PNASProfesorka Jessica Tierney z University of Arizona a kolegovia vytvorili kompletné globálne mapy otepľovania vyvolaného uhlíkom, ku ktorému došlo v paleocénno-eocénnom teplotnom maxime (PETM), pred 56 miliónmi rokov.

Hoci existujú určité podobnosti medzi obdobím PETM a súčasným otepľovaním, nová práca zahŕňa niektoré neočakávané dôsledky – klimatickú reakciu na oxid uhličitý.₂ Vtedy bol dvakrát silnejší ako súčasný najlepší odhad Medzivládneho panelu pre zmenu klímy (IPCC). Ale zmeny v zrážkových vzorcoch a zosilnenie otepľovania na póloch boli pozoruhodne v súlade s nedávnymi trendmi, napriek tomu, že to bol v tom čase úplne iný svet.

iný svet

Oteplenie Petamského obdobia prinieslo rýchle geologické uvoľnenie ko₂predovšetkým od a magmatický kŕč V plášti Zeme na mieste, kde sa teraz nachádza Island. Magma napadla sedimenty bohaté na ropu v severnom Atlantiku a priviedla oxid uhličitý do varu₂ a metán. Na to, aby bolo teplo, bol potrebný naozaj vysoký obsah oxidu uhoľnatého₂ Podnebie spôsobilo, že je teplejšie už desiatky tisíc rokov, čo niektorých podnietilo hlbokomorské tvory A Niektoré tropické rastliny k zániku. Cicavce sa vyvinuli najmenšía bolo ich veľké množstvo Migrácie Naprieč kontinentmi krokodíly a hrochy podobné stvorenia a palmy Všetci prosperovali len 500 míľ od severného pólu a Antarktída Bol bez ľadu.

Ako sa naše podnebie otepľuje, vedci sa zlepšujú Čoraz častejšie sa pozeráme na minulé podnebie Pre pochopenie, ale brzdený neistotou v teplote, oxid uhličitý₂ Hladiny a presné načasovanie zmien – Predchádzajúca práca na PETM mala napríklad neistú teplotu v rozmedzí 8° až 10°C. Teraz Tierneyho tím zúžil túto neistotu len na 2,4 °C, čo ukazuje, že PETM sa oteplil o 5,6 °C, čo je zlepšenie oproti predchádzajúcemu odhadu ~5 °C.

„Naozaj sme dokázali zúžiť tento odhad na predchádzajúcu prácu,“ povedal Tierney.

Vedci tiež vypočítali oxid uhličitý₂ Hladiny pred a počas obdobia PETM pochádzajúce z izotopov bóru meraných vo fosílnych planktónových schránkach. Našli CO₂ Pred obdobím PETM to bolo okolo 1 120 ppm a na svojom vrchole stúplo na 2020 ppm. Pre porovnanie, CO₂ bol som 280 str./minmomentálne sme o 418 str./min. Tím dokázal využiť nové teploty a oxid uhličitý₂ Hodnoty na výpočet toho, o koľko sa planéta otepľuje v reakcii na zdvojnásobenie oxidu uhličitého₂ hodnoty alebo „rovnovážna klimatická citlivosť“ pre PETM.

veľmi citlivý

Najlepší odhad citlivosti na klímu podľa IPCC pre našu dobu je 3 °C, ale to prichádza s veľkou mierou neistoty – môže to byť čokoľvek medzi 2 °C až 5 °C– Kvôli našim nedokonalým znalostiam Spätná väzba v systéme Zeme. Ak sa ukáže, že citlivosť je na vyššom konci, pri danom množstve emisií sa zahrejeme viac. Tierneyho štúdia zistila, že klimatická citlivosť v období PETM bola 6,5 ​​°C – viac ako dvojnásobok najlepšieho odhadu IPCC.

Tierney mi povedal, že vyššie číslo „nie je príliš prekvapivé“, pretože predchádzajúce vyhľadávanie Opíšte reakciu Zeme na oxid uhličitý₂ Je silnejší pri vyššej úrovni CO2₂ Minulé úrovne Zeme. Naša klimatická citlivosť by nebola taká vysoká: „Neočakávame, že zajtra budeme mať klimatickú citlivosť 6,5 °C,“ vysvetlil Tierney.

Ich dokument však naznačuje, že ak budeme pokračovať v zvyšovaní CO₂ úrovni, vyvolá teplotnú odozvu na tento CO₂ vyššie. „V blízkej budúcnosti môžeme očakávať určité zvýšenie citlivosti na klímu, najmä ak uvoľníme viac skleníkových plynov,“ povedal Tierney.

Mapovanie klímy pomocou príjmu údajov

Nový, jasnejší obraz vyplýva zo spôsobu, akým Tierneyho tím riešil večný problém geológov: nemáme údaje pre každé miesto na planéte. Geologické údaje PETM sú obmedzené na lokality, kde sú sedimenty z tej doby zachované a prístupné – zvyčajne buď cez vrt alebo výbežok na zemi. Akékoľvek závery o na celom svete Klíma sa musí zväčšiť z týchto roztrúsených údajových bodov.

„Je to skutočne ťažký problém,“ povedal Tierney. „Ak chcete pochopiť, čo sa deje priestorovo, je naozaj ťažké to urobiť len s geologickými údajmi.“ Tierney a jeho kolegovia si teda požičali techniku ​​z predpovedí počasia. „To, čo robia odborníci na počasie, je, že spustia model počasia a ako deň plynie, urobia merania vetra a teploty a potom ich integrujú do svojho modelu…a potom znova spustia model, aby zlepšili predpoveď.“ “ Povedal Tierney.

Namiesto teplomerov jej tím použil meranie teploty z mikrobiálnych a planktónových zvyškov zachovaných v 56 miliónov rokov starých sedimentoch. Namiesto modelu počasia použili klimatický model s geografiou eocénu a bez vrstiev ľadu na simuláciu klímy pred a pri vrcholnom oteplení PETM. Model niekoľkokrát otočili, s rôznym stupňom CO₂ úrovní a orbitálnej konfigurácie Zeme v dôsledku neistôt v tých. Potom použili údaje mikróbov a planktónu na výber simulácie, ktorá najlepšie vyhovuje údajom.

„Myšlienkou je skutočne využiť skutočnosť, že modelové simulácie sú priestorovo úplné. Sú to však modely, takže nevieme, či sú správne. Dáta vedia, čo sa stalo, ale nie sú priestorovo úplné,“ vysvetlil Tierney. „Takže zmiešaním získame to najlepšie z oboch svetov.“

Aby zistili, ako dobre sa ich zmiešaný produkt zhoduje s realitou, porovnali ho s nezávislými údajmi získanými z peľu a listov az miest, ktoré neboli zahrnuté do procesu miešania. „Vlastne sa k sebe hodili, naozaj dobre, čo je skôr upokojujúce,“ povedal Tierney.

„Novinkou tejto štúdie je použitie klimatického modelu na presné vypracovanie klimatických podmienok, ktoré najlepšie zodpovedajú údajom pred a počas obdobia PETM, poskytujúc vzorce klimatických zmien na celom svete a lepší odhad priemernej globálnej zmeny teploty, “ povedal Dr. Tom Dunkley-Jones z Birminghamskej univerzity, ktorá nebola súčasťou štúdie.