Gamle bønder skånede os fra gletsjere, men ændrede dybtgående jordens klima

Årtusinder siden, gamle bønder ryddede jord for at plante hvede og majs, kartofler og squash. De oversvømmede marker for at dyrke ris. De begyndte at opdrætte husdyr. Og ubevidst, de kan have fundamentalt ændret Jordens klima.

En undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter giver nye beviser for, at gammel landbrugspraksis førte til en stigning i den atmosfæriske emission af de varmefangende gasser kuldioxid og metan - en stigning, der er fortsat siden, i modsætning til tendensen på noget andet tidspunkt i Jordens geologiske historie.

Det viser også, at uden denne menneskelige indflydelse, ved begyndelsen af ​​den industrielle revolution, planeten ville sandsynligvis have været på vej mod en anden istid.

"Havde det ikke været for det tidlige landbrug, Jordens klima ville være betydeligt køligere i dag, " siger hovedforfatter, Stephen Vavrus, en seniorforsker ved University of Wisconsin-Madison Center for Climatic Research i Nelson Institute for Environmental Studies. "Landbrugets ældgamle rødder producerede nok kuldioxid og metan til at påvirke miljøet."

Resultaterne er baseret på en sofistikeret klimamodel, der sammenlignede vores nuværende geologiske tidsperiode, kaldet holocæn, til en tilsvarende periode 800, 000 år siden. De viser den tidligere periode, kaldet MIS19, var allerede 2,3 grader Fahrenheit (1,3 C) køligere globalt end den tilsvarende tid i holocæn, omkring år 1850. Denne effekt ville have været mere udtalt i Arktis, hvor modellen viser, at temperaturerne var 9-11 grader Fahrenheit koldere.

Brug af klimarekonstruktioner baseret på iskernedata, modellen viste også, at mens MIS19 og holocæn begyndte med lignende kuldioxid- og metankoncentrationer, MIS19 oplevede et generelt stabilt fald i begge drivhusgasser, mens Holocæn vendte retning 5, 000 år siden, nåede topkoncentrationer af begge gasser i 1850. Forskerne afbrød bevidst modellen ved starten af ​​den industrielle revolution, da kilderne til drivhusgasemissioner blev meget flere.

I det meste af Jordens 4,5 milliarder år lange historie, dens klima er i vid udstrækning blevet bestemt af et naturfænomen kendt som Milankovitch cyklusser, periodiske ændringer i formen af ​​Jordens kredsløb omkring solen – som svinger fra mere cirkulær til mere elliptisk – og den måde Jorden slingrer og vipper om sin akse.

Astronomer kan beregne disse cyklusser med præcision, og de kan også observeres i de geologiske og palæøkologiske optegnelser. Cyklerne påvirker, hvor sollys fordeles på planeten, fører til kolde glaciale perioder eller istider samt varmere mellemistider. Den sidste istid sluttede omkring 12. 000 år siden og Jorden har siden været i Holocæn, en mellemistidstid. Holocæn og MIS19 deler lignende Milankovitch-cykluskarakteristika.

Alle andre mellemistider har videnskabsmænd studeret, inklusive MIS19, begynde med højere niveauer af kuldioxid og metan, som gradvist aftager over tusinder af år, fører til køligere forhold på Jorden. Ultimativt, forholdene afkøles til et punkt, hvor istiden begynder.

For femten år siden, studie medforfatter William Ruddiman, emeritus palæoklimatolog ved University of Virginia, studerede metan og kuldioxid fanget i Antarktis is, der går titusinder af år tilbage, da han observerede noget usædvanligt.

"Jeg bemærkede, at metankoncentrationerne begyndte at falde omkring 10, 000 år siden og derefter vendt retning 5, 000 år siden, og jeg bemærkede også, at kuldioxid også begyndte at falde omkring 10, 000 år siden og derefter omvendt retning omkring 7, 000 år siden, " siger Ruddiman. "Det gjorde mig opmærksom på, at der var noget mærkeligt ved denne mellemistid ... den eneste forklaring, jeg kunne komme på, er tidligt landbrug, som satte drivhusgasser ud i atmosfæren, og det var starten på det hele."

Ruddiman kaldte dette den tidlige menneskeskabte hypotese, og en række undersøgelser er for nylig dukket op, der tyder på dens plausibilitet. De dokumenterer udbredt skovrydning i Europa, der begynder omkring 6. 000 år siden, fremkomsten af ​​store landbrugsbosættelser i Kina 7, 000 år siden, plus spredningen af ​​rismarker - robuste kilder til metan - i hele det nordøstlige Asien med 5, 000 år siden.

Ruddiman og andre har også arbejdet på at teste hypotesen. Han har samarbejdet med Vavrus, ekspert i klimamodellering, i mange år, og deres nyeste undersøgelse brugte Community Climate System Model 4 til at simulere, hvad der ville være sket i Holocæn, hvis ikke for menneskeligt landbrug. Det giver højere opløsning end klimamodeller, som teamet tidligere har brugt, og giver ny indsigt i de fysiske processer, der ligger til grund for istiden.

For eksempel, i en simulering af MIS19, istiden begyndte med kraftig afkøling i Arktis og efterfølgende udvidelse af havis og snedække året rundt. Modellen viste denne begyndelse i et område kendt som den canadiske øgruppe, som omfatter Baffin Island, hvor sommertemperaturerne faldt med mere end 5 grader Fahrenheit.

"Dette er i overensstemmelse med geologiske beviser, " siger Vavrus.

I dag, Arktis opvarmes. Men før vi roser gamle bønder for at afværge en global kulde, Vavrus og Ruddiman advarer om, at denne grundlæggende ændring af vores globale klimacyklus er ukendt territorium.

"Folk siger (vores arbejde) sender det forkerte budskab, men videnskaben tager dig, hvor den tager dig, " siger Vavrus. "Tingene er så langt ude nu, de sidste 2, 000 år har været så uden for de naturlige grænser, vi er så langt ude over, hvad der er naturligt."

Virkeligheden er, vi ved ikke, hvad der derefter sker. Og gletschere har længe tjent som jordens dominerende kilde til ferskvand.

"Der er ret god enighed i samfundet af klimaforskere om, at vi har stoppet den næste istid for længe, overskuelig fremtid, fordi selv hvis vi holdt op med at tilføre kuldioxid i atmosfæren, hvad vi har nu ville blive hængende, " siger Ruddiman. "Det fænomenale faktum er, vi har måske stoppet den store cyklus i Jordens klima, og vi sidder fast i et varmere og varmere og varmere mellemistid."