En trylleformat alvorlig global opvarmning for 55 millioner år siden blev udløst af ikke en, men to indsprøjtninger af drivhusgasser i atmosfæren - og stigningen viser, at den gamle opvarmningsbegivenhed kan have vigtige lektioner for hvad man kan forvente med dagens klimaforandringer.
Relateret indhold
- Recession, ikke fracking, kørte et fald i amerikanske kulstofemissioner
- Hvad vi kan lære ved at grave hemmelighederne bag jordens dybe kulstof
- Rejse gennem dyb tid med denne interaktive jord
- Gas, sandsynligvis metan, siver fra 570 steder uden for østkysten
En af de bedste måder at undersøge, hvordan menneskelig induceret global opvarmning vil påvirke Jorden i fremtiden, er at undersøge, hvordan vores planet reagerede på klimaændringer i fortiden. Mange forskere mener, at Paleocene – Eocene Thermal Maximum (PETM) for 55 millioner år siden er særlig relevant for vores nuværende situation, fordi det også involverede en massiv indsprøjtning af kulstof i atmosfæren, der førte til spiralformede globale temperaturer.
Ikke alle forskere er dog overbevist om, at vi har meget at lære af PETM. Nogle undersøgelser antydede, at klimaet dengang ændrede sig langt langsommere, end det ændrer sig nu, idet atmosfærisk kulstof gradvist opbygges over ca. 20.000 år, måske på grund af den langsomme frigivelse af vulkanske gasser. Yderligere undersøgelser konkluderede, at PETM-ændringerne forekom alt for hurtigt til sammenligning med vores nuværende situation. En undersøgelse sidste år antydede, at atmosfærisk kulstof steg kraftigt inden for få år, måske på grund af en massiv tilstrømning af kulstof fra en kometpåvirkning.
Men de seneste geologiske beviser, der er offentliggjort i dag i Nature Geoscience, får disse “for-langsomme” og “for hurtige” opvarmningsscenarier til at se usandsynlige ud. I stedet for var forandringshastigheden sandsynligvis “helt rigtig” til at foretage moderne sammenligninger.
Forskere ledet af Gabe Bowen ved University of Utah borede en 820 fods kerne ud af jorden nær Powell, Wyoming. Deres prøve skærer gennem gamle jordbund - nu vendt til sten - der dannedes før, under og efter PETM. Jordlagene indeholder tusinder af karbonatknudler, som hver har sorter af kulstof, der reflekterer sammensætningen af atmosfæren på det tidspunkt, hvor knuden dannede. Ved at måle disse sorter eller isotoper inden for hver knude kunne forskerne opbygge et billede af, hvordan kulstof blev føjet til den gamle atmosfære. Det er ikke første gang, forskere bygger en sådan kulstofrekord for PETM - lignende profiler er blevet lavet ved hjælp af information fra marine sedimentkerner. Men marine sedimenter bliver klynget op ved at grave gravende dyr, og sløre detaljerne i kulstofbilledet på en måde, der ikke sker så let på land, siger forskerne.
Grå, runde knuder af carbonatprikker disse sedimentkerner boret fra det nordlige Wyoming. (Bianca Maibauer, University of Utah) Resultaterne viser, at kulstof blev pumpet ud i atmosfæren i løbet af et par tusind år - omtrent i samme tempo som dagens emissioner. De fandt også, at mindst 992 millioner ton kulstof kom ind i atmosfæren om året - det er inden for en størrelsesorden af dagens årlige sats på 10, 5 milliarder ton.
Men måske var det mest interessante fund, at PETM ser ud til at have involveret to separate kulstofimpulser. Et par tusind år før PETM kom i fuld gang, var der en kortvarig periode med global opvarmning. Atmosfæriske kulstofniveauer skød op i løbet af måske 1500 år, forblev høje i et årtusinde eller derefter, så hurtigt vendte tilbage til det normale. Efter endnu et par årtusinder skød kulstofniveauerne op igen - men denne gang forblev de høje i titusinder af år, hvilket forårsagede den sande PETM-begivenhed.
”Dette er det første stærke bevis for, at der var disse to impulser, der var meget tæt i tid, ” siger studiemedforfatter Scott Wing, en paleobiolog ved Smithsonians National Museum of Natural History. Det er en betydelig observation, siger han, fordi det betyder, at vi bedre kan vurdere nøjagtigt, hvad der udløste PETM. ”Det er næsten pinligt, at vi endnu ikke har fundet ud af en sag, ” siger Wing. ”Det er den første, nogen ønsker at vide - men selv 20 år efter identifikation af PETM argumenterer vi stadig for årsagen.”
De nye resultater ser ud til at udelukke det meget langsomme, vulkaninducerede scenarie - kulstoffet kom ind i miljøet for hurtigt til, at det kunne fungere. Og fordi der var to forskellige opvarmningsimpulser, ser komet-scenariet også svagt ud. ”Du bliver nødt til at have to separate kometer - det lyder lidt som særlig bøn, ” siger Wing.
Paleobiologist Scott Wing fra Smithsonian Institution har en kerneprøve, der er boret fra Wyoming's Willwood-dannelse i et universitet i Utah-ledet undersøgelse af en global opvarmningsepisode for næsten 56 millioner år siden. (William Clyde, University of New Hampshire) I stedet argumenterer forfatterne for, at en frigivelse af metan fra aflejringer under havbunden ville forklare både ændringshastigheden og de nysgerrige dobbeltimpulser. Denne metan er normalt sikkert låst væk i en fast form kaldet methan clathrate, men endda et undersøisk jordskred kunne have været tilstrækkeligt til at destabilisere et område af havbunden og låse en enorm clathrate aflejring op. Den slags begivenheder kunne have udløst den kortvarige puls med global opvarmning før den vigtigste PETM-begivenhed.
Som svar på denne indledende puls kunne Jordens oceaner have blødgjort den overskydende atmosfæriske varme. Hvis de gjorde det, er det dog muligt, at denne naturlige genopretningsmekanisme udløste hovedbegivenheden. Varmere oceaner kan selv destabilisere aflejringer i clathrate, hvilket kan forklare, hvor den anden kulstofpuls kom fra, siger Wing. Hvis dette scenarie er korrekt, gør det PETM endnu mere relevant i dag - verdenshavene opvarmes endnu en gang, og klatratiske aflejringer under havbunden begynder igen at destabilisere.
Metanklathrater frigivet fra sedimenter i Russlands Baikal-sø ser ud til at boble gennem isen. (Louise Murray / Robert Harding World Imagery / Corbis) ”Jeg var lidt skeptisk overfor undersøgelsen i starten - jordkarbonater er normalt vanskelige at fortolke, ” siger Henrik Svensen ved Universitetet i Oslo, Norge. ”Men det ser ud som en dejlig og grundig undersøgelse, der faktisk tilføjer nye perspektiver til PETM.” Hvad der ikke er klart, tilføjer Svensen, er grunden til, at dobbeltpulsen ikke rigtig har dukket op i andre studier, i betragtning af at flere grupper af geologer, der arbejder andre steder i verden, har brugt kulstofisotoper i klipper til at rekonstruere atmosfæriske forhold under PETM i relativt høj detalje.
Andre forskere siger, at de har set antydninger til de to impulser i deres tidligere undersøgelser. For eksempel offentliggjorde Ying Cui og Lee Kump ved Pennsylvania State University og deres kolleger en analyse i 2011 af kulstofisotoper i PETM-marine sedimenter ved kysten af Spitsbergen i det arktiske hav. ”Vi identificerede også to pulser, der var relateret til fordybninger og udfladninger i carbonisotopoptegnelsen, ” siger Kump.
Alligevel er det ikke alle, der er overbevist om, at det nyeste bevis beviser dødsdrab i tidligere opvarmningsscenarier. James Wright ved Rutgers University var medforfatter til sidste års papir med argumenter for, at PETM-opvarmningen skete hurtigt, måske på grund af en komet. Da de nye resultater viser atmosfæriske forhold, der er vendt tilbage til det normale mellem den første og den anden puls, kan vi ikke være sikre på, at den første puls har nogen direkte relevans for PETM, tæller han. Dette vil lade vejen åben for den anden puls at være udelukkende ansvarlig - hvilket betyder, at vi ikke helt kan udelukke komet-scenariet.
Hvis Wing og hans kolleger har ret, og PETM's globale opvarmningsbegivenhed svarer til i dag, ved vi, at det ikke er en perfekt sammenligning. Verden var et meget andet sted for 55 millioner år siden. Selv før PETM var planeten allerede for eksempel allerede så varm, at der ikke var nogen iskapper. Vi må heller ikke tage for meget trøst fra det faktum, at PETM ikke forårsagede en større masseudryddelse, siger Wing, for selv om den nuværende globale opvarmning ikke truer eksistensen af vores arter, truer den vores måde at leve på. ”Det, vi taler om, er enorme ændringer, der kan forårsage en temmelig utrolig mængde menneskelig lidelse og tab af de ting, som vi alle holder af, ” siger han.
