De aarde stormt in de richting van de staat ‘Hothouse’ die in 50 miljoen jaar niet is gezien, zo blijkt uit een episch nieuw klimaatrecord Record gaat terug tot het uitsterven van de dinosauriërs.
Zesenzestig miljoen jaar geleden, nadat een enorme asteroïde de aarde trof met de explosieve energie van ongeveer 1 miljard atoombommen, bedekte een lijkwade van as, stof en verdampte rots de lucht en regende langzaam op de planeet. Terwijl planten- en diersoorten massaal stierven, bleven kleine onderzeese amoeben, forams genaamd, zich voortplanten, waarbij ze stevige schelpen bouwden uit calcium en andere diepzeemineralen, net zoals ze honderden miljoenen jaren lang hadden gedaan. Toen elke foram onvermijdelijk stierf - verpulverd tot sediment op de zeebodem - hielden ze een klein stukje van de oude geschiedenis van de aarde levend in hun versteende schelpen.
Al tientallen jaren hebben wetenschappers die schelpen bestudeerd en aanwijzingen gevonden over de oceaantemperaturen van de oude aarde, het koolstofbudget en de samenstelling van mineralen die door de lucht en de zeeën stromen. Nu, in een nieuwe studie die vandaag 10 september 2020 is gepubliceerd in het tijdschrift Science, hebben onderzoekers de chemische elementen in duizenden foram-monsters geanalyseerd om het meest gedetailleerde klimaatrecord van de aarde ooit op te bouwen - en het laat zien hoe erg onze huidige klimaatsituatie is. is.
Het nieuwe document, dat decennia van diepzee-boormissies in één record bevat, geeft details over de klimaatschommelingen van de aarde over het hele Cenozoïcum - de 66 miljoen jaar durende periode die begon met de dood van de dinosauriërs en zich uitstrekt tot het huidige tijdperk van de mens. -geïnduceerde klimaatverandering. De resultaten laten zien hoe de aarde door vier verschillende klimaattoestanden ging - de staten Warmhouse, Hothouse, Coolhouse en Icehouse - als reactie op veranderingen in de baan van de planeet, broeikasgasniveaus en de omvang van poolijskappen.
De zigzaggende grafiek (hierboven weergegeven) eindigt met een ontnuchterende piek.
Volgens de onderzoekers is het huidige tempo van de antropogene opwarming van de aarde veel groter dan de natuurlijke klimaatfluctuaties die op enig ander punt in het Cenozoïcum te zien zijn, en heeft het de potentie om onze planeet uit een lange ijskoude fase naar een verschroeiende broeikas te drijven.
“Nu we erin zijn geslaagd de natuurlijke klimaatvariabiliteit vast te leggen, kunnen we zien dat de verwachte antropogene opwarming veel groter zal zijn dan dat”, studeert co-auteur James Zachos, hoogleraar aard- en planetaire wetenschappen aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz. , zei in een verklaring. “De projecties van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) voor 2300 in het” business-as-usual “-scenario zullen de temperatuur op aarde mogelijk op een niveau brengen dat de planeet in 50 miljoen jaar niet heeft gezien.” (Het IPCC is een groep van de Verenigde Naties die de wetenschap, risico’s en effecten van klimaatverandering op de planeet beoordeelt.
Zesenzestig miljoen jaar geleden, nadat een enorme asteroïde de aarde trof met de explosieve energie van ongeveer 1 miljard atoombommen, bedekte een lijkwade van as, stof en verdampte rots de lucht en regende langzaam op de planeet. Terwijl planten- en diersoorten massaal stierven, bleven kleine onderzeese amoeben, forams genaamd, zich voortplanten, waarbij ze stevige schelpen bouwden uit calcium en andere diepzeemineralen, net zoals ze honderden miljoenen jaren lang hadden gedaan. Toen elke foram onvermijdelijk stierf - verpulverd tot sediment op de zeebodem - hielden ze een klein stukje van de oude geschiedenis van de aarde levend in hun versteende schelpen.
Al tientallen jaren hebben wetenschappers die schelpen bestudeerd en aanwijzingen gevonden over de oceaantemperaturen van de oude aarde, het koolstofbudget en de samenstelling van mineralen die door de lucht en de zeeën stromen. Nu, in een nieuwe studie die vandaag 10 september 2020 is gepubliceerd in het tijdschrift Science, hebben onderzoekers de chemische elementen in duizenden foram-monsters geanalyseerd om het meest gedetailleerde klimaatrecord van de aarde ooit op te bouwen - en het laat zien hoe erg onze huidige klimaatsituatie is. is.
Het nieuwe document, dat decennia van diepzee-boormissies in één record bevat, geeft details over de klimaatschommelingen van de aarde over het hele Cenozoïcum - de 66 miljoen jaar durende periode die begon met de dood van de dinosauriërs en zich uitstrekt tot het huidige tijdperk van de mens. -geïnduceerde klimaatverandering. De resultaten laten zien hoe de aarde door vier verschillende klimaattoestanden ging - de staten Warmhouse, Hothouse, Coolhouse en Icehouse - als reactie op veranderingen in de baan van de planeet, broeikasgasniveaus en de omvang van poolijskappen.
De zigzaggende grafiek (hierboven weergegeven) eindigt met een ontnuchterende piek.
Volgens de onderzoekers is het huidige tempo van de antropogene opwarming van de aarde veel groter dan de natuurlijke klimaatfluctuaties die op enig ander punt in het Cenozoïcum te zien zijn, en heeft het de potentie om onze planeet uit een lange ijskoude fase naar een verschroeiende broeikas te drijven.
“Nu we erin zijn geslaagd de natuurlijke klimaatvariabiliteit vast te leggen, kunnen we zien dat de verwachte antropogene opwarming veel groter zal zijn dan dat”, studeert co-auteur James Zachos, hoogleraar aard- en planetaire wetenschappen aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz. , zei in een verklaring. “De projecties van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) voor 2300 in het” business-as-usual “-scenario zullen de temperatuur op aarde mogelijk op een niveau brengen dat de planeet in 50 miljoen jaar niet heeft gezien.” (Het IPCC is een groep van de Verenigde Naties die de wetenschap, risico’s en effecten van klimaatverandering op de planeet beoordeelt.
|
De nieuwe klimaatreconstructie van de afgelopen 66 miljoen jaar (CENOGRID) met hierop aangegeven vier verschillende modi van het klimaat: hothouse, warmhouse, coolhouse and coldhouse. Illustratie: Westerhold et al. (2020)
|
De JOIDES Resolution Drillship verzamelde oceaansedimentkernen voor de nieuwe studie.
Om hun nieuwe tijdperk-lange klimaatkaart samen te stellen, onderzochten de auteurs van de studie fossiele foramschelpen in diepzeesedimentkernen - lange buizen van gesteente, sediment en microben - die de afgelopen decennia uit de oceanen van de wereld zijn geboord. Forams (afkorting van foraminiferen) zijn microscopisch klein plankton waarvan de oudste verwanten bijna een miljard jaar geleden in de oceaan verschenen; hoe dieper wetenschappers graven in de zeebodem, hoe ouder de forammonsters die ze blootleggen.
De verhoudingen van koolstof- en zuurstofisotopen (versies van elementen) in foramschalen bevatten kritische klimaatinformatie. De verhouding tussen de zuurstofisotopen zuurstof-18 en zuurstof-16 kan bijvoorbeeld onthullen hoe warm het omringende water was toen een foram zijn schaal construeerde; hoe hoger de verhouding, hoe kouder het water. De verhouding tussen koolstof-13 en koolstof-12 laat zien hoeveel organische koolstof beschikbaar was voor de microben om te eten; hier correleert een hogere verhouding met meer broeikasgassen (zoals kooldioxide) in de atmosfeer.
Omdat het klimaatrecord van het team zo’n ongelooflijk lange periode bestrijkt, moesten de onderzoekers ook rekening houden met astronomische effecten op het klimaat van de planeet - dat wil zeggen, hoe de langzaam veranderende baan van de aarde en de kanteling naar de zon invloed heeft op de hoeveelheid zonlicht die verschillende delen van de planeet bereikt. op verschillende tijdstippen, ook wel bekend als Milankovitch-cycli. Toen het team orbitale gegevens overlegde met hun isotopische klimaatgegevens, zagen ze dat orbitale variaties duidelijke maar relatief kleinschalige veranderingen in het mondiale klimaat veroorzaakten. Cruciaal was dat elke grote sprong tussen klimaatstaten verband hield met een enorme verschuiving in broeikasgasniveaus, aldus de onderzoekers
Bijvoorbeeld, ongeveer 10 miljoen jaar na het uitsterven van de dinosaurus, sprong de aarde van een warme toestand naar een broeikas. Deze gebeurtenis, bekend als het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum, zag temperaturen tot 16 graden Celsius boven moderne niveaus, zei Zachos, en werd aangedreven door een massale uitstoot van koolstof in de atmosfeer, vermoedelijk het resultaat van enorme vulkaanuitbarstingen in de Noord-Atlantische Oceaan. Evenzo, toen kooldioxide uit de atmosfeer verdween in de komende 20 miljoen jaar, begonnen zich ijskappen te vormen op Antarctica en de planeet kwam in een koelhuisfase, met oppervlaktetemperaturen van gemiddeld ongeveer 4° C boven het moderne niveau.
Ongeveer 3 miljoen jaar geleden ging de aarde een ijskoude fase in, nu zorgt de uitstoot van menselijke broeikasgassen ervoor dat de temperatuur stijgt tot een niveau dat in tientallen miljoenen jaren niet is gezien. Deze stijging gaat veel verder dan de natuurlijke variaties die worden veroorzaakt door de veranderende baan van de aarde, concludeerden de onderzoekers. En als de huidige uitstoot van broeikasgassen stabiel blijft, kan het klimaat omhoogschieten naar niveaus die niet meer zijn gezien sinds het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum. De overgang zal nu niet miljoenen jaren
duren, zei Zachos - het zal maar honderden jaren duren.
“We weten nu nauwkeuriger wanneer het warmer of kouder was op de planeet en hebben een beter begrip van de onderliggende dynamiek en de processen die deze aansturen”, zegt hoofdonderzoeker Thomas Westerhold, directeur van het University of Bremen Center for Marine Environmental Sciences in Duitsland, . “De tijd van 66 [miljoen] tot 34 miljoen jaar geleden, toen de planeet aanzienlijk warmer was dan nu, is van bijzonder belang, aangezien het in het verleden een parallel vertegenwoordigt met waartoe toekomstige antropogene veranderingen zouden kunnen leiden.”
Om hun nieuwe tijdperk-lange klimaatkaart samen te stellen, onderzochten de auteurs van de studie fossiele foramschelpen in diepzeesedimentkernen - lange buizen van gesteente, sediment en microben - die de afgelopen decennia uit de oceanen van de wereld zijn geboord. Forams (afkorting van foraminiferen) zijn microscopisch klein plankton waarvan de oudste verwanten bijna een miljard jaar geleden in de oceaan verschenen; hoe dieper wetenschappers graven in de zeebodem, hoe ouder de forammonsters die ze blootleggen.
De verhoudingen van koolstof- en zuurstofisotopen (versies van elementen) in foramschalen bevatten kritische klimaatinformatie. De verhouding tussen de zuurstofisotopen zuurstof-18 en zuurstof-16 kan bijvoorbeeld onthullen hoe warm het omringende water was toen een foram zijn schaal construeerde; hoe hoger de verhouding, hoe kouder het water. De verhouding tussen koolstof-13 en koolstof-12 laat zien hoeveel organische koolstof beschikbaar was voor de microben om te eten; hier correleert een hogere verhouding met meer broeikasgassen (zoals kooldioxide) in de atmosfeer.
Omdat het klimaatrecord van het team zo’n ongelooflijk lange periode bestrijkt, moesten de onderzoekers ook rekening houden met astronomische effecten op het klimaat van de planeet - dat wil zeggen, hoe de langzaam veranderende baan van de aarde en de kanteling naar de zon invloed heeft op de hoeveelheid zonlicht die verschillende delen van de planeet bereikt. op verschillende tijdstippen, ook wel bekend als Milankovitch-cycli. Toen het team orbitale gegevens overlegde met hun isotopische klimaatgegevens, zagen ze dat orbitale variaties duidelijke maar relatief kleinschalige veranderingen in het mondiale klimaat veroorzaakten. Cruciaal was dat elke grote sprong tussen klimaatstaten verband hield met een enorme verschuiving in broeikasgasniveaus, aldus de onderzoekers
Bijvoorbeeld, ongeveer 10 miljoen jaar na het uitsterven van de dinosaurus, sprong de aarde van een warme toestand naar een broeikas. Deze gebeurtenis, bekend als het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum, zag temperaturen tot 16 graden Celsius boven moderne niveaus, zei Zachos, en werd aangedreven door een massale uitstoot van koolstof in de atmosfeer, vermoedelijk het resultaat van enorme vulkaanuitbarstingen in de Noord-Atlantische Oceaan. Evenzo, toen kooldioxide uit de atmosfeer verdween in de komende 20 miljoen jaar, begonnen zich ijskappen te vormen op Antarctica en de planeet kwam in een koelhuisfase, met oppervlaktetemperaturen van gemiddeld ongeveer 4° C boven het moderne niveau.
Ongeveer 3 miljoen jaar geleden ging de aarde een ijskoude fase in, nu zorgt de uitstoot van menselijke broeikasgassen ervoor dat de temperatuur stijgt tot een niveau dat in tientallen miljoenen jaren niet is gezien. Deze stijging gaat veel verder dan de natuurlijke variaties die worden veroorzaakt door de veranderende baan van de aarde, concludeerden de onderzoekers. En als de huidige uitstoot van broeikasgassen stabiel blijft, kan het klimaat omhoogschieten naar niveaus die niet meer zijn gezien sinds het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum. De overgang zal nu niet miljoenen jaren
duren, zei Zachos - het zal maar honderden jaren duren.
“We weten nu nauwkeuriger wanneer het warmer of kouder was op de planeet en hebben een beter begrip van de onderliggende dynamiek en de processen die deze aansturen”, zegt hoofdonderzoeker Thomas Westerhold, directeur van het University of Bremen Center for Marine Environmental Sciences in Duitsland, . “De tijd van 66 [miljoen] tot 34 miljoen jaar geleden, toen de planeet aanzienlijk warmer was dan nu, is van bijzonder belang, aangezien het in het verleden een parallel vertegenwoordigt met waartoe toekomstige antropogene veranderingen zouden kunnen leiden.”
