Mély merülés a 66 millió év szén-dioxid-adataiban

A szén-dioxid 14 millió éve nem volt olyan magas, mint a jelenlegi koncentrációja, köszönhetően a fosszilis tüzelőanyagok kibocsátásának, amelyek most melegítik a bolygót.

Napjainkban a légkör szén-dioxid-tartalma a legmagasabb szinten van az elmúlt két évszázadban, köszönhetően annak, hogy az emberek az elmúlt két évszázad során nagy mennyiségben égettek el fosszilis tüzelőanyagokat.

De hová esik a Föld történetében a 419 ppm – az üvegházhatású gázok jelenlegi koncentrációja a légkörben?

Ezt a kérdést a tudósok nemzetközi közössége, amely magában foglalja a Utah Egyetem geológusainak kulcsfontosságú hozzájárulásait is, a geológiai feljegyzések nagyszámú jelzőjének vizsgálatával választja ki, amelyek nyomokat adnak az ősi légkör tartalmáról. Előzetes tanulmányuk nemrég jelent meg a folyóiratban Tudományokcég újjáépítése₂ A koncentrációk a kainozoikum korszakra nyúlnak vissza, abban a korszakban, amely a dinoszauruszok kihalásával és az emlősök megjelenésével kezdődött 66 millió évvel ezelőtt.

A gleccserek légbuborékokat tartalmaznak, ami a tudósok számára közvetlen bizonyítékot szolgáltat erre A szén-dioxid szintje 800 000 évre nyúlik visszaGabe Bowen, a tanulmány egyik szerzője, az U of T geológiai professzora szerint. De ez a feljegyzés nem terjed ki mélyen a geológiai múltba.

„Ha elveszíti a jégmintákat, elveszíti a közvetlen bizonyítékot. Többé nincs olyan légköri gázmintája, amelyet elemezni tudna” – mondta Bowen. „Tehát közvetett bizonyítékokra kell hagyatkoznia, amit proxynak nevezünk. „Nehéz ezekkel az ügynökökkel dolgozni, mert közvetettek.”

Ez a grafikon a Föld légkörének szén-dioxid-koncentrációját mutatja, ppm-ben kifejezve, az egész kainozoikum korszakban az iparosodás előtti időktől 65 millió évvel ezelőttig. Ezek a geológiai nyilvántartásban kódolt proxykon alapuló becslések. A színkódolt sávok független proxyadatokból rekonstruált globális hőmérsékletet mutatják. A szaggatott vonal azt mutatja, ahol a szén-dioxid-koncentráció ma 420 ppm. Köszönetnyilvánítás: Gabe Bowen, University of Utah

„Proxyk” a geológiai nyilvántartásban

Ezek a nyomok közé tartoznak az ásványokban található izotópok, a megkövesedett levelek képződése és egyéb geológiai bizonyítékok, amelyek tükrözik a légkör kémiáját. Az egyik proxy az UCLA geológusának, Thor Serlingnek az alapvető felfedezéseiből származik, aki maga is az új tanulmány társszerzője, és akinek korábbi kutatásai megállapították, hogy az ősi talajokban lévő szénizotópok szén-dioxid jelenlétét jelzik a múltban.₂ Szintek.

De ezeknek a proxyknak az erőssége változó, és a legtöbb a múlt szűk szegmenseit fedi le. Felhívta a kutatócsoportot Cenozoic Company₂ Ügynök integrációs projektVagy Cinco₂PIP, amelyet a Columbia Egyetem Bärbel Hüneş klimatológus a rendelkezésre álló proxyk kiértékelését, osztályozását és kombinálását tűzte ki célul a légköri szén-dioxid nagy felbontású rekordjának létrehozása érdekében.₂.

„Ez a szén-dioxid értelmezésének legátfogóbb és statisztikailag legpontosabb megközelítése₂ „Az elmúlt 66 millió év során” – mondta Dustin Harper társszerző, Bowen laboratóriumának posztdoktori kutatója. „Néhány újdonság az, hogy képesek vagyunk több proxyt kombinálni a különböző üledékarchívumokból, legyen az óceánban vagy szárazföldön, és ez valóban nem történt meg ilyen méretekben.”

Az új kutatás egy közösségi erőfeszítés, amelyben 16 ország mintegy 90 tudósa vesz részt. A több ügynökségtől származó támogatások tucatjaiból finanszírozott csoport azt reméli, hogy végül sikerül újraépíteni a CO2-t₂ 540 millió év rekordja az összetett élet kezdetéig.

Az ipari forradalom kezdetén – amikor az emberek szenet, majd olajat és gázt kezdtek égetni gazdaságuk táplálására – szén-dioxid volt a légkörben₂ Körülbelül 280 ppm volt. Ezeknek a fosszilis tüzelőanyagoknak az égésekor hőbefogó gáz kerül a levegőbe.

A jövőre nézve a koncentráció várhatóan 600 és 1000 ppm közé fog emelkedni 2100-ra, a jövőbeli kibocsátások mértékétől függően. Nem világos, hogy ezek a jövőbeni szintek pontosan milyen hatással lesznek az éghajlatra.

De nincs megbízható térkép a múlt szén-dioxidról₂ William Anderegg, az U of T biológia professzora, az U of T igazgatója szerint a szintek segíthetnek a tudósoknak pontosabban megjósolni, hogy milyen lesz a jövő éghajlata. Wilkes Klíma- és Politikai Központ.

„Ez egy nagyon fontos szintézis, amely a jövőbeli éghajlatváltozásra is kihat, különösen a Föld rendszerének kulcsfontosságú folyamataira és összetevőire, amelyeket meg kell értenünk ahhoz, hogy előre jelezhessük az éghajlatváltozás sebességét és nagyságát” – mondta Anderegg.

A mai 419 ppm az elmúlt 14 millió év legmagasabb szén-dioxid-tartalma

A múltban, amikor a Föld melegebb volt, a szén-dioxid szintje megemelkedett₂ Sokkal magasabb volt, mint most. A ma feljegyzett 419 ppm azonban éles, potenciálisan veszélyes és példátlan emelkedést jelent a modern geológia történetében.

„Nyolcmillió évvel a jelen előtt talán 5% volt az esély arra, hogy szén-dioxid₂ „A szintek magasabbak voltak, mint manapság, de 14 millió évet kell visszamennünk, mielőtt látjuk azt a szintet, amelyet ma gondolunk” – mondta Bowen.

Más szóval, az emberi tevékenység néhány generáción belül drámai módon megváltoztatta a légkört. Ennek eredményeként az éghajlati rendszerek világszerte riasztó jeleket mutatnak, például erős viharokat, elhúzódó szárazságot, halálos hőhullámokat és az óceánok elsavasodását.

A légköri szén-dioxid alapos ismerete₂ A geológiai időbeli eltérések szintén elengedhetetlenek a Föld történelmének különböző jellemzőinek megfejtéséhez és az azokból való tanuláshoz. A szén-dioxid változása a légkörben₂ Valószínű, hogy az éghajlat hozzájárult a tömeges kihalásokhoz, valamint az evolúciós innovációkhoz.

A kainozoikum idején például hosszú távon csökkent a szén-dioxid mennyisége₂ Az ezzel járó éghajlati lehűlés a növényélettani változásokhoz vezethetett. Osztályozás Verseny és dominancia, ami viszont befolyásolta az emlősök evolúcióját.

„A szén-dioxid múltbeli trendjeinek pontosabb megértése₂ Ezért alapvető fontosságú annak megértéséhez, hogyan alakultak ki a modern fajok és ökoszisztémák, és mi történhet a jövőben.

Hivatkozás: „A légköri szén-dioxid kainozoikus története felé”.₂„A Cenozoic Carbon Dioxide Proxy Integration Project (CenCO2PIP) konzorciumtól*†, Bärbel Hönisch, Dana L. Royer, Daniel O. Bricker, Pratigya J. Polisar, Gabriel J. Bowen, Michael J. Henehan, Ying Cui, Margaret Stainthorsdóttir, Jennifer C. McElwain, Matthew J. Cohen, Anne Pearson, Samuel R. Phelps, Kevin T. Ono, Andy Ridgewell, Eleni Anagnosto, Jacqueline Osterman, Marcus P. S. Badger, Richard S. Barkley, Peter K. Bell, Thomas P. Chalk , Christopher R. Scottis , Elwyn de la Vega, Robert M. DeConto, Kelsey A. Diez, Vicki Ferrini, Peter J. Franks, Claudia F. Jolliffe, Markus Gutjahr, Dustin T. Harper, Laura L. Haynes, Matthew Hopper, Katherine E. Snell, Benjamin A. Kiessling, Wilfred Conrad, Tim K. Loewenstein, Alberto Malinverno, Maxence Guermec, Luz Maria Mejia, Joseph N. Milligan, John J. Morton, Lee Nordt, Ross Whiteford, Anita Ruth Nibelcic, Jeremy K. C. Rogenstein, Morgan F. Schaller, Nathan D. Sheldon, Cindia Sosedian, Elise B. Wilkes, Caitlin R. Witkowski, Yi J. Zhang, Lloyd Anderson, David J. Burling, Clara Bolton, Thor E. Serling, Jennifer M. Cotton, Jiawei DA, Douglas D. Eckhardt, Gavin L. Foster, David R. Greenwood, Ethan J. Hyland, Elliot A. Gagnitsky, John B. Jasper, Jennifer B. Kowalczyk, Lutz Kunzmann és Wolfram M. Korchner, Charles E. Lawrence, Carolyn H. Lear, Miguel A. Martinez Botti, Daniel P. Maxbauer, Paulo Montana, P. David A. Nafs, James W. B. Ray, Markus Reitzsch, Gregory J. Retzsch, Simon J. Ring, Osamu Seki, Julio Sepulveda, Ashish Sinha, Tiki F. Tesvamichael, Aradhna Tripathi, Johan van der Berg, Jimin Yu, James C. Zachos és Liming Zhang, 2023. december 8. Tudományok.
doi: 10.1126/science.adi5177