Undersøiske gasser kan overophedes planeten

Verdenshave kan rumme en ubehagelig overraskelse for global opvarmning, baseret på ny forskning, der viser, hvordan naturligt forekommende kullegasser fanget i reservoirer oven på havbunden slap for at overophede planeten i forhistorien.

Forskere siger, at begivenheder, der begyndte på havbunden for tusinder af år siden, så forstyrrede Jordens atmosfære, at den smeltede istiden væk. Disse nye fund udfordrer et mangeårigt paradigme om, at havvand alene regulerede kuldioxid i atmosfæren under istiden. I stedet, undersøgelsen viser, at geologiske processer dramatisk kan forstyrre kulstofcyklussen og forårsage globale ændringer.

For nutidens verden, resultaterne kunne være en ildevarslende udvikling. De undersøiske kulstofreservoirer frigiver drivhusgasser til atmosfæren, når oceanerne varmes op, undersøgelsen viser, og i dag varmes havet op igen på grund af menneskeskabt global opvarmning.

Hvis undersøiske kulstofreservoirer er i stykker igen, de ville udsende en enorm ny kilde til drivhusgasser, forværre klimaændringer. Temperaturstigninger i havet er i fart for at nå dette vendepunkt i slutningen af ​​århundredet. For eksempel, et stort kulstofreservoir under det vestlige Stillehav nær Taiwan er allerede inden for få grader Celsius af destabilisering.

I øvrigt, fænomenet er en trussel, der ikke er taget højde for i fremskrivninger af klimamodeller. Undersøiske kuldioxidreservoirer er relativt nylige opdagelser, og deres egenskaber og historie er kun begyndt at forstå.

Disse resultater stammer fra et nyt forskningspapir fremstillet af et internationalt team af jordforskere under ledelse af USC og offentliggjort i januar i tidsskriftet Miljøforskningsbreve .

"Vi bruger fortiden som en måde at forudse fremtiden på, "sagde Lowell Stott, professor i jordvidenskab ved USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences og hovedforfatter af undersøgelsen. "Vi ved, at der er enorme reservoirer af kuldioxid i bunden af ​​havene. Vi ved, da de blev forstyrret under Pleistocæn, det opvarmede planeten.

"Vi er nødt til at vide, om disse kulstofreservoirer kan blive destabiliseret igen. Det er et wild card, som vi skal tage højde for, "Sagde Stott.

Der er tale om udvidelser af kuldioxid og metan, der akkumuleres under vandet og spredt ud over havbunden. De dannes, når vulkansk aktivitet frigiver varme og gasser, der kan størkne til flydende og faste hydrater, som er forbindelser, der sidder sammen i en iskold gylle, der indkapsler reservoirerne.

Disse undersøiske kulstofreservoirer forbliver stort set, medmindre de forstyrres, men den nye undersøgelse viser, at de naturlige reservoirer er sårbare i et opvarmende hav og beviser, at Jordens klima er blevet påvirket af hurtig frigivelse af geologisk kulstof.

Forskerne siger, at det skete i en fjern fortid, da Jorden var meget varmere, og det er sket for nylig - omkring 17, For tusind år siden i slutningen af ​​Pleistocene -epoken, da gletsjere kom frem og trak sig tilbage, som er fokus på det nye studie. Opvarmning var tydelig på grund af ændringer i atmosfæriske drivhusgaskoncentrationer, baseret på iskerner, marine og kontinentale rekorder.

Men hvordan skete det? Hvad tvang i første omgang til en så dramatisk ændring? Forskere har søgt efter det svar i 40 år, med fokus på oceaner, fordi de er en kæmpe kulstofvaske og spiller en central rolle i kuldioxidvariationer.

De indså hurtigt, at processer, der regulerer kulstof til havet, fungerede for langsomt til at tage højde for stigningen i atmosfæriske drivhusgasser, der førte til opvarmning, der sluttede istiden. Så, forskere rundt om i verden begyndte at undersøge rollen som Jordens hydrotermiske systemer og deres indvirkning på dybhavskulstof for at se, hvordan det påvirkede atmosfæren.

Den nye undersøgelse af forskere ved USC, Australian National University og Lund University i Sverige, fokuseret på Eastern Equatorial Pacific (EEP) hundredvis af miles ud for Ecuadors kyst. EEP er en primær kanal, hvorigennem havet frigiver kulstof til atmosfæren.

Forskerne rapporterer tegn på dybhavs hydrotermiske systemer, der frigiver drivhusgasser til havet og atmosfæren i slutningen af ​​den sidste istid, ligesom oceanerne begyndte at varme op. De målte øget aflejring af hydrotermiske metaller i gamle marine sedimenter. De korrelerede glacieringsintervaller med variationer i atmosfærisk kuldioxid med forskelle i marine mikroorganismer. De fandt en firdobling af zink i protozoer (foraminifera) skaller, et tegn på udbredt hydrotermisk aktivitet.

Taget sammen, de nye data viser, at der var store udslip af naturligt forekommende kulstof fra EEP, hvilket bidrog til en dramatisk ændring i Jordens temperatur, da istiden sluttede, siger undersøgelsen.

Andre steder rundt om i verden, flere og flere dybe havkulstofreservoirer bliver opdaget. De forekommer for det meste nær hydrotermiske ventilationsåbninger, hvoraf scoringer er identificeret indtil nu, især i Stillehavet, Atlanterhavet og de indiske oceaner. De forekommer, hvor jordskorpen breder sig eller støder sammen, skaber ideelle betingelser for dannelsen af ​​dybe havkuldioxidreservoirer. Kun omkring en tredjedel af havets vulkanske områder er blevet undersøgt.

Et sådant reservoir af undersøisk kuldioxid, ses i den medfølgende video, blev opdaget omkring 4, 000 fod dybt ud for Taiwans kyst. Lignende opdagelser af kuldioxidreservoirer er blevet foretaget ved kysten af ​​Okinawa, i Det Ægæiske Hav, i Californien og ud for Canadas vestkyst.

"Den store udfordring er, at vi ikke har skøn over størrelsen på disse, eller hvilke der er særligt sårbare over for destabilisering, "Sagde Stott." Det er noget, der skal afgøres. "

I mange tilfælde, kulstofreservoirerne tappes op af deres hydrathætter. Men disse dæksler er følsomme over for temperaturændringer. Når havene varmes, hætterne kan smelte, en udvikling, papiret advarer om, ville føre til en dobbelt wallop for klimaændringer - en ny kilde til geologisk kulstof ud over de menneskeskabte drivhusgasser.

Hav absorberer næsten al overskydende energi fra Jordens atmosfære, og som følge heraf er de blevet varmere hurtigt i de seneste årtier. I løbet af det sidste kvart århundrede, Jordens oceaner har tilbageholdt 60 procent mere varme hvert år, end forskere tidligere havde troet, andre undersøgelser har vist. I hele havvandssøjlen, havvarmen er steget de sidste 50 år. Den føderale regerings Climate Science Special Report forudsagde en global stigning i gennemsnitlige havoverfladetemperaturer på op til 5 grader Fahrenheit i slutningen af ​​århundredet, givet de nuværende emissioner. Temperaturstigninger af den størrelse i hele havet kan i sidste ende destabilisere de geologiske hydratreservoirer, Sagde Stott.

"Sidste gang det skete, klimaændringer var så store, at det forårsagede slutningen af ​​istiden. Når den geologiske proces begynder, vi kan ikke slukke det, "Sagde Stott.

I øvrigt, andre lignende begivenheder er sket i en fjern fortid, hjælpe med at forme Jordens miljø igen og igen. I tidligere forskning, Stott opdagede en stor, kulstofanomali, der fandt sted for 55 millioner år siden. Det forstyrrede havets kemi, forårsager omfattende opløsning af marine carbonater og udryddelse af mange marine organismer. Havforandringerne blev ledsaget af en hurtig stigning i de globale temperaturer, en begivenhed kaldet Paleocene-Eocene Thermal Maxima (PETM), en periode, der varer mindre end 20, 000 år, hvor der frigives så meget kulstof til atmosfæren, at Jordens temperaturer steg til omkring 8 grader Celsius varmere end i dag.

"Indtil for ganske nylig vi anede ikke, at disse begivenheder fandt sted. PETM -arrangementet er en god analog til, hvad der kan ske, når undersøisk kulstof slipper ud gennem vandsøjlen til atmosfæren. Og nu ved vi, at PETM -arrangementet ikke var en unik begivenhed, at dette er sket for nylig "Sagde Stott.

Undersøgelsen har nogle forbehold. Meget af havbunden er uudforsket, så videnskabsfolk kender ikke det fulde omfang af kuldioxidreservoirerne. Der er ingen opgørelse over drivhusgasser fra disse geologiske kilder. Og havopvarmningen er ikke ensartet, gør det svært at forudsige, hvornår og hvor de undersøiske kulstofreservoirer vil blive påvirket. Det ville kræve meget mere undersøgelse at besvare disse spørgsmål.

Ikke desto mindre, undersøgelsen gør det klart, at de undersøiske kulstofreservoirer er sårbare over for opvarmning af havet.

"Geologic carbon reservoirs such as these are not explicitly included in current marine carbon budgets" used to model the impacts of climate change, siger undersøgelsen. Endnu, "even if only a small percentage of the unsampled hydrothermal systems contain separate gas or liquid carbon dioxide phases, it could change the global marine carbon budget substantially."

Said Stott:"Discoveries of accumulations of liquid, hydrate and gaseous carbon dioxide in the ocean has not been accounted for because we didn't know these reservoirs existed until recently, and we didn't know they affected global change in a significant ways.

"This study shows that we've been missing a critical component of the marine carbon budget. It shows these geologic reservoirs can release large amounts of carbon from the oceans. Our paper makes the case that this process has happened before and it could happen again."