Jorden kan være 140 år væk fra at nå kulstofniveauer, der ikke er set i 56 millioner år

De samlede menneskelige kuldioxidemissioner kan matche dem fra Jordens sidste store drivhusopvarmningsbegivenhed på mindre end fem generationer, nye forskningsfund.

En ny undersøgelse finder ud af, at mennesker pumper kuldioxid ud i atmosfæren med en hastighed, der er ni til 10 gange højere end drivhusgassen, der blev udledt under Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM). en global opvarmning, der fandt sted for omkring 56 millioner år siden.

Resultaterne tyder på, at hvis kulstofemissionerne fortsætter med at stige, den samlede mængde kuldioxid, der blev injiceret i atmosfæren, siden mennesker begyndte at brænde fossile brændstoffer, kunne svare til den mængde, der frigives under PETM så snart som 2159.

"Du og jeg vil ikke være her i 2159, men det er kun omkring fire generationer væk, sagde Philip Gingerich, en palæoklimaforsker ved University of Michigan og forfatter til det nye studie i AGU-tidsskriftet Paleoceanografi og palæoklimatologi . "Når du begynder at tænke på dine børn og dine børnebørn, og dine oldebørn, du er der omkring."

Forskere bruger ofte PETM som et benchmark til at sammenligne moderne klimaændringer med. Men den nye undersøgelse viser, at vi er på vej til at nå dette benchmark meget hurtigere end tidligere antaget, da tempoet i nutidens opvarmning langt overgår enhver klimabegivenhed, der er sket siden dinosaurernes udryddelse.

"I betragtning af en business-as-usual-antagelse for fremtiden, hastighederne for kulstoffrigivelse, der sker i dag, er virkelig uden fortilfælde, selv i forbindelse med en begivenhed som PETM, " sagde Gabriel Bowen, en geofysiker ved University of Utah, som ikke var forbundet med det nye studie. "Vi har ikke meget i vejen for geologiske eksempler at trække fra for at forstå, hvordan verden reagerer på den slags forstyrrelser."

De nøjagtige miljømæssige konsekvenser af PETM-lignende kulstofniveauer er uklare, men de øgede temperaturer vil sandsynligvis drive mange arter til at uddø, og de heldige vil være i stand til at tilpasse sig eller migrere, ifølge Larisa DeSantis, en palæontolog ved Vanderbilt University, som ikke var forbundet med det nye studie. Ud over, det vil tage tusinder af år for klimasystemet at køle af, hun sagde.

"Det er ikke kun omkring 100 år fra nu, det vil tage betydelige perioder for den kuldioxid at finde vej tilbage til jordskorpen, " sagde DeSantis. "Det er ikke en kortvarig begivenhed. Vi forpligter os virkelig til mange tusinde år med en varmere verden, hvis vi ikke skrider til handling hurtigt."

At studere tidligere klimaændringer

PETM var en global opvarmningsbegivenhed, der fandt sted for omkring 56 millioner år siden. Forskere er usikre på, hvad der forårsagede det, men under begivenheden blev der frigivet massive mængder kuldioxid til Jordens atmosfære, hurtigt stigende globale temperaturer med 5 til 8 grader Celsius (9 til 14 grader Fahrenheit). Gennemsnitlige globale temperaturer under PETM toppede med omkring 23 grader Celsius (73 grader Fahrenheit), omkring 7 grader Celsius (13 grader Fahrenheit) højere end dagens gennemsnit.

Forskere mener, at i denne tid og den varme periode, der fulgte, pælene var isfri, og Arktis var hjemsted for palmer og krokodiller. Det er ikke den varmeste Jord nogensinde har været, men PETM var den varmeste periode siden dinosaurernes udryddelse for 66 millioner år siden.

Forskere kan ikke præcisere, hvor meget kulstof der blev sprøjtet ind i atmosfæren under PETM, eller præcis hvor længe begivenheden varede. Men deres bedste skøn siger mellem 3, 000 og 7, 000 gigaton kulstof akkumuleret over en periode på 3, 000 til 20, 000 år, baseret på havsedimentkerner, der viser ændringer i karbonatmineraler, der er afsat i løbet af denne tid.

Den massive kulstoffrigivelse og temperaturstigning ændrede jordens klima drastisk, forårsager en større udryddelse af organismer i det dybe hav, som er et nøgleled i det marine fødenet. Landdyr blev mindre og vandrede nordpå til køligere klimaer. Nogle grupper af moderne pattedyr, inklusive primater, dukkede op for første gang kort efter PETM, men forskerne er usikre på, om dette skete som et direkte resultat af den hurtige miljøændring.

Sammenligning af fortid med nutid

Klimaforskere bruger PETM som et casestudie for at forstå, hvilke miljøændringer der kan ske under de nuværende menneskeskabte klimaændringer, og hvornår disse ændringer kan træde i kraft. Men de kan kun gennemsnitlige kulstofemissioner under PETM over hele arrangementets varighed - tusinder af år. De ved ikke, hvordan disse emissionsrater var på årsbasis, så det er svært at sammenligne dem med tempoet i kulstofemissioner i dag.

I den nye undersøgelse, Gingerich fandt en måde at matematisk sammenligne moderne kulstofemissioner med PETM-emissioner på samme tidsskala. Resultaterne viste, at de nuværende kulstofemissionsrater er ni til 10 gange højere end under PETM.

"Til mig, det bragte virkelig hjem, hvor hurtigt og hvor store konsekvenserne er af det kulstof, vi producerer som folk, " sagde Gingerich.

Fremskrivning af nuværende emissioner ind i fremtiden, Gingerich fandt ud af, at hvis emissionerne fortsætter med at stige, vi kan stå over for endnu en PETM-lignende begivenhed om mindre end fem generationer. Det samlede kulstof akkumuleret i atmosfæren kan ramme det laveste estimat af kulstof akkumuleret under PETM-3, 000 gigaton – i år 2159. Det ville ramme de maksimale estimerede emissioner – 7, 126 gigaton – i 2278, baseret på Gingerichs beregninger. Mennesker har udsendt omkring 1, 500 gigaton kulstof fra 2016.

"Det faktum, at vi meget hurtigt kunne nå en opvarmning svarende til PETM, inden for de næste par hundrede år, er skræmmende, " sagde DeSantis.

Resultaterne tyder på, at forskere muligvis ikke er i stand til at forudsige de miljømæssige eller biologiske ændringer, der vil ske i de kommende år baseret på, hvad der skete under PETM, fordi dagens opvarmning sker så meget hurtigere, ifølge DeSantis. Det, der gør forudsigelser sværere, er, at dagens klima starter fra en køligere baseline end PETM, og de arter, der bebor Jorden, er anderledes end dem for 56 millioner år siden.

"Det er svært at sammenligne biotiske effekter, fordi verden under PETM var helt anderledes, " sagde DeSantis. "Vi lever i en meget anderledes verden i dag, med forskellige grupper af dyr, med mennesker som den dominerende art... men vi ved, at der er mange negative konsekvenser af dramatisk opvarmning på et stort antal arter, inklusive vores egen."