Drivhusgasser var den vigtigste drivkraft bag klimaændringer i den dybe fortid

Drivhusgasser var den vigtigste drivkraft bag klimaet gennem den varmeste periode i de sidste 66 millioner år, give indsigt i driverne bag langsigtede klimaændringer.

Antarktis og Australien blev adskilt omkring slutningen af ​​eocæn (56 til 22,9 millioner år siden), skabe en dyb vandpassage mellem dem og skiftende havcirkulationsmønstre. Nogle forskere mener, at disse ændringer var drivkraften bag afkølingstemperaturerne nær slutningen af ​​den eocæne "varmehus"-periode, men nogle mener, at faldende niveauer af kuldioxid var skylden.

Hvis køling var forårsaget af ændringer i havcirkulationen, områder omkring ækvator ville være blevet varmet, da polarområderne afkøledes, ændring af varmefordelingen på Jorden. Men en ændring af koncentrationen af ​​drivhusgasser ville påvirke den samlede varme fanget i Jordens atmosfære, forårsager afkøling overalt (inklusive i troperne), hvilket er, hvad forskerne fandt. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Natur .

Den synkroniserede udvikling af tropiske og polære temperaturer, vi rekonstruerede, kan kun forklares med drivhusgas-forcering, " sagde Margot Cramwinckel, en ph.d. kandidat ved Utrecht University i Holland og førsteforfatter af papiret. "Vores resultater er enestående kompatible med hypotesen om, at den langsigtede eocæne afkøling blev drevet af drivhusgasser. Dette forbedrer i høj grad vores forståelse af drivkræfterne bag langsigtede klimaændringer, hvilket er vigtigt for at forudsige udviklingen af ​​fremtidige klimaændringer."

Klimaændringer har ofte mere intense virkninger nær polerne end andre steder på planeten, et fænomen kendt som polær amplifikation.

Undersøgelsen viste, at temperaturændringer var mere dramatiske nær polerne end i troperne under eocæn, selvom det meste af perioden var ekstremt varmt, efterlader lidt eller ingen is nær polerne.

"Selv i en stort set isfri verden, polerne afkølede mere end troperne, da temperaturen faldt, " sagde Cramwinckel. "Dette indikerer, at drivhusgaspåvirkning i sig selv kan forårsage polær forstærkning."

Forskerne havde endnu et spørgsmål om polær forstærkning:når den en form for grænse?

"Vores resultater understøtter ideen om, at polar forstærkning mættes på et tidspunkt i varme klimaer og ikke fortsætter med at stige med yderligere opvarmning, " sagde Matthew Huber, en professor i jord, atmosfæriske og planetariske videnskaber ved Purdue University og medforfatter til papiret.

Som en proxy for temperatur, forskerholdet så på membranlipider af simple, havoverfladelevende organismer kaldet Thaumarchaeota, der ændrer deres membransammensætning, efterhånden som temperaturen ændres i dybhavssedimentkerner, der bores nær Elfenbenskysten.

De kombinerede disse observationer med klimamodeller, produceret af Hubers team hos Purdue, at sammenkoble en tidslinje for temperatur gennem hele eocæn.

"Simuleringerne tog omkring fire år med kontinuerlig databehandling for at opnå afbalancerede klimatilstande ved forskellige kuldioxidniveauer, " sagde Huber. "For første gang, klimamodellen er i stand til at fange de vigtigste tendenser i tropiske havoverfladetemperaturer og temperaturgradienter på tværs af en række klimaer, der omfatter næsten 20 millioner år. Det eneste problem er, at simuleringerne krævede flere kuldioxidændringer end observeret, hvilket viser, at denne model ikke er følsom nok over for kuldioxid."

Historisk set, forskere har haft problemer med at gengive temperaturgradienter mellem troperne og polerne gennem hele eocæn. Disse nye klimamodeller er i stand til at overvinde de fleste problemer, som tidligere modeller står over for.