Mennesker vender måske klimauret om, med 50 millioner år

Vores fremtid på Jorden kan også være vores fortid. I en undersøgelse offentliggjort mandag (10. december, 2018) i Proceedings of the National Academy of Sciences , forskere viser, at mennesker vender en langsigtet afkølingstendens, der sporer mindst 50 millioner år tilbage. Og det har kun taget to århundreder.

Inden 2030, Jordens klima forventes at ligne klimaet i midten af ​​Pliocæn, mere end 3 millioner år tilbage i geologisk tid. Uden reduktioner i vores drivhusgasemissioner, vores klima i 2150 kunne sammenlignes med den varme og for det meste isfri eocæn, en epoke, der prægede kloden for 50 millioner år siden.

"Hvis vi tænker på fremtiden i fortiden, hvor vi går hen er ukendt territorium for det menneskelige samfund, " siger undersøgelsens hovedforfatter, Kevin Burke, som udførte arbejdet, mens han var kandidatstuderende i laboratoriet hos palæøkolog John "Jack" Williams, professor i geografi ved University of Wisconsin-Madison. "Vi bevæger os mod meget dramatiske ændringer over en ekstrem hurtig tidsramme, vende en planetarisk afkølingstendens i løbet af få århundreder."

Alle arter på jorden i dag havde en forfader, der overlevede eocæn og pliocæn, men om mennesker og den flora og fauna, vi er bekendt med, kan tilpasse sig disse hurtige forandringer, er endnu uvist. Den accelererede forandringshastighed ser ud til at være hurtigere end noget andet liv på planeten har oplevet før.

Den nye undersøgelse bygger på arbejde, som Williams og hans kolleger først udgav i 2007, som sammenlignede fremtidige klimafremskrivninger med historiske klimadata fra begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Den nye undersøgelse er afhængig af omfattende data om klimaforhold for at undersøge meget dybere i Jordens geologiske fortid og udvide disse sammenligninger.

"Vi kan bruge fortiden som en målestok for at forstå fremtiden, som er så forskellig fra alt, hvad vi har oplevet i vores liv, " siger Williams. "Folk har svært ved at forudsige, hvordan verden vil se ud om fem eller ti år. Dette er et værktøj til at forudsige det - hvordan vi går ned ad disse stier, og ved at bruge dybe geologiske analoger fra Jordens historie til at tænke på ændringer i tid."

Under eocæn, Jordens kontinenter var pakket tættere sammen, og de globale temperaturer var i gennemsnit 23,4 grader Fahrenheit (13 grader Celsius) varmere, end de er i dag. Dinosaurer var for nylig uddød og de første pattedyr, som forfædres hvaler og heste, spredte sig over hele kloden. Arktis var besat af sumpede skove som dem, der findes i dag i det sydlige USA.

I Pliocæn, Nord- og Sydamerika sluttede sig tektonisk sammen, klimaet var tørt, landbroer tillod dyr at sprede sig på tværs af kontinenter og Himalaya dannes. Temperaturerne var mellem 3,2 og 6,5 grader Fahrenheit (1,8 til 3,6 grader Celsius) varmere, end de er i dag.

Til studiet, Burke og Williams – sammen med kolleger ved University of Bristol, Columbia University, University of Leeds, NASA Goddard Institute for Space Studies og National Center for Atmospheric Research - undersøgte lighederne mellem fremtidige klimafremskrivninger som fremsat af det mellemstatslige panel om klimaændrings femte vurderingsrapport og flere perioder af geologisk historie.

Disse omfattede den tidlige eocæn, midten af ​​Pliocæn, den sidste mellemistid (129 til 116 tusind år siden), midten af ​​holocæn (6, 000 år siden), den førindustrielle æra (før 1850 e.Kr.) og det tidlige 20. århundrede.

De brugte Representative Concentration Pathway 8.5 (RCP8.5), som repræsenterer et fremtidigt klimascenarie, hvor vi ikke mindsker drivhusgasemissioner, og RCP4.5, et scenarie, hvor vi moderat reducerer drivhusgasemissionerne, og klimasimuleringer ved hjælp af tre forskellige, men veletablerede modeller:Hadley Center Coupled Model version 3, Goddard Institute for Space Studies ModelE2-R og Community Climate System Model.

Selvom det ikke er uden deres fejl, hver af disse modeller repræsenterer de bedste tilgængelige data og state-of-the-art teknikker.

Under begge scenarier og på tværs af hver model, sammenlignet med tidligere epoker, Jordens klima lignede mest midten af ​​Pliocæn i 2030 (under RCP8.5) eller 2040 (under RCP4.5). Under drivhusgasstabiliseringsscenariet i RCP4.5, klimaet stabiliseres derefter ved midt-Pliocæn-lignende forhold, men under de højere drivhusgasemissioner af RCP8.5, klimaet fortsætter med at varme, indtil det begynder at ligne eocæn i 2100, opnå eocæn-lignende forhold mere bredt inden 2150.

Modellerne viste, at disse dybe geologiske klimaer først dukkede op fra centrum af kontinenter og derefter udvidede sig udad over tid. Temperaturerne stiger, nedbør stiger, iskapper smelter, og klimaet bliver tempereret nær Jordens poler.

"Madison (Wisconsin) varmer mere op end Seattle (Washington) gør, selvom de er på samme breddegrad, " Williams forklarer. "Når du læser, at verden forventes at blive varmet op med 3 grader Celsius i dette århundrede, i Madison bør vi forvente at omtrent fordoble det globale gennemsnit."

Undersøgelsen viste også, at under RCP8.5, "nye" klimaer dukker op over næsten 9 procent af planeten. Dette er forhold, der ikke har kendt geologisk eller historisk præcedens, og de koncentrerer sig i det østlige og sydøstlige Asien, det nordlige Australien og det kystnære Amerika.

"Baseret på observationsdata, vi følger den høje ende af emissionsscenarier, men det er for tidligt at sige, " siger Burke. "Vi er muligvis et sted mellem RCP4.5 og RCP8.5, Men hvis vi øger vores indsats for at begrænse klimaet - som at skifte til vedvarende energi - kan vi komme tættere på den lave ende."

For omkring et årti siden, Den svenske videnskabsmand Johan Rockström og kolleger introducerede ideen om "sikkert operationsrum, " med henvisning til de klimaforhold, som moderne landbrugssamfund udviklede sig under. Ved at sammenligne med den dybe fortid, Williams og Burke siger, vi er i stand til bedre at forstå de planetariske grænser og tærskler, der afgrænser dette rum.

"Jo længere vi bevæger os fra Holocæn, jo større potentiale er, at vi flytter ud af et sikkert driftsområde, " siger Williams, et fakultet tilknyttet UW-Madison Nelson Institute Center for Climatic Research. "I de omkring 20 til 25 år, jeg har arbejdet i marken, vi er gået fra at forvente, at klimaændringerne vil ske, at opdage virkningerne, og nu, vi ser, at det gør skade. Folk dør, ejendom bliver beskadiget, vi ser intensiverede brande og intensiverede storme, der kan tilskrives klimaændringer. Der er mere energi i klimasystemet, fører til mere intense begivenheder."

I deres papir, forskerne forsøger at finde en balance mellem alarm og optimisme. På den ene side, Jorden er på vej ind i det ukendte i vores børns og børnebørns liv. På den anden, livet har længe vist sig at være modstandsdygtigt. Og, Williams siger, mange steder bevæger vi os væk fra fossile brændstoffer mod mere bæredygtige og kulstoffrie energikilder. Men der skal gøres mere.

"Vi har set store ting ske i Jordens historie - nye arter udviklede sig, livet består og arter overlever. Men mange arter vil gå tabt, og vi lever på denne planet, " siger Williams. "Dette er ting, man skal bekymre sig om, så dette arbejde peger os på, hvordan vi kan bruge vores historie og Jordens historie til at forstå ændringer i dag, og hvordan vi bedst kan tilpasse os."