En støvet atmosfære forårsagede ekstrem global afkøling

I nyere jordhistorie, klimaet har varieret efter ~100, 000 år, glacial-interglaciale kredsløb med højere og lavere temperaturer og drivhusgaskoncentrationer. Under de koldeste glaciale forhold, globale middeltemperaturer var omkring 5 °C køligere end den nuværende med omkring halvt så meget kuldioxid i atmosfæren. Disse cyklusser blev fremskyndet af variationer i Jordens kredsløb, men der er stadig begrænset forståelse af typerne, størrelser og tidspunkter for de specifikke processer, der førte til temperatur- og drivhusgasændringer.

En undersøgelse af dataanalyse/jordsystemmodellering netop offentliggjort i PNAS ( Proceedings of the National Academy of Science fra USA) viser, at støvtilførslen til atmosfæren og havet steg eksponentielt med faldende temperatur, og at dette øgede input forstærkede global afkøling og kuldioxidnedbrydning under de koldeste glaciale forhold.

Som forklaret af professor Gary Shaffer (University of Magallanes (Chile), og Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet), der ledede undersøgelsen, dette "leverer en vigtig brik til glacial-mellemistidernes klimacykluspuslespil og understreger støvets vigtige rolle i klimasystemet".

Støvaflejringsdata over de sidste tre glaciale cyklusser

Atmosfærisk støv afkøler Jorden ved at reflektere indkommende sollys og ændre skydannelsen. Desuden, tilførsel af støvbåret jern til havoverfladen befrugter havets biologiske produktion i visse havområder, fører til nedsat kuldioxid i atmosfæren.

Undersøgelsen brugte støvaflejringsdata over de sidste tre glaciale cyklusser fra subtropiske breddegrader på den nordlige halvkugle og høje breddegrader på den sydlige halvkugle, hotspots for atmosfærisk afkøling og havbefrugtningseffekter, henholdsvis, og fandt de eksponentielle afhængigheder af temperaturen nævnt ovenfor. Simuleringer med Danish Center for Earth System Science (DCESS)-model viste den forstærkede afkøling og kuldioxid-faldet for de koldeste glaciale forhold.

Disse resultater viser, at støv-klimafeedback kan forklare det endelige skub ind i ekstreme glaciale forhold for både temperatur og kuldioxid, derved forklarer omkring en fjerdedel af den samlede mellemistid-glaciale ændring for begge egenskaber.

Professor Shaffer bemærker, at "Vores resultater viser en meget stærk positiv afkølingstilbagemelding for de koldeste glaciale forhold. Afkøling fører til tørretumblere og mere støv, mens mere støv fører til mere afkøling. Men andre processer skal træde til ved ekstreme isforhold for at vende denne tendens. Ellers ville Jorden ise over, som det er sket i oldtidens jordhistorie. Her kan støv igen spille en rolle. Mere støvaflejring på den nordlige halvkugles iskapper ville gøre dem mindre reflekterende for solstråling og smelte hurtigere. Dette ville igen mindske afkøling, både fra mindre reflektivitet og mindre indlandsisstørrelse. Det agter vi at tage fat på i det fremtidige arbejde".