Fortællingen om to klimakriser giver fingerpeg om nutiden

At finde ud af, hvad der ligger forude for vores art og vores planet, er en af ​​de mest presserende og udfordrende opgaver for klimaforskere. Selvom modeller er meget nyttige, der er intet som Jordens historie til at afsløre detaljer om, hvordan oceaner, dyr, og planter reagerer på og kommer sig fra en opvarmende verden.

De to seneste store globale opvarmningsbegivenheder er særligt lærerige – og bekymrende, siger forskere, der præsenterer ny forskning onsdag ved det årlige møde i Geological Society of America.

Gamle analoger

De to tidligere klimakriser, der kan sammenlignes med nutidens, skete for 56 og 66 millioner år siden. Den tidligere, masseudryddelsen af ​​Kridt-Paleogen grænsen (KPB), er berygtet for at afslutte dinosaurernes regeringstid. Den senere begivenhed, kaldet det paleocæn-eocæne termiske maksimum (PETM) var relativt mindre alvorligt, og giver fingerpeg om, hvordan verden kan komme sig over så svære tider.

"Vi valgte disse to, fordi de er de seneste eksempler på hurtig klimaopvarmning og er blevet undersøgt bredt, så vi har mere information om dem, " sagde Paula Mateo, en geolog hos Caltech, som præsenterer undersøgelsen på onsdag.

Begge ældgamle globale opvarmningsbegivenheder var, som i dag, forårsaget af udslip af drivhusgasser - a.k.a. kulstofemissioner - til atmosfæren. Kilderne i fortiden var dog ikke fossile brændstoffer, men relateret til meget store og lange vulkanudbrud - i modsætning til nogen, der har fundet sted i den tid, mennesker har eksisteret.

De geologiske beviser tyder på, at kulstofemissionerne, der gik forud for dinosaurernes død, var med en gennemsnitlig hastighed på omkring 0,2 til 3 gigaton om året. PETM registrerede kulstofemissioner på mindre end 1,1 gigaton om året, sagde Mateo. Disse tal er dværgede ved siden af ​​menneskehedens emissionsrate på 10 gigaton om året, tilføjede hun.

Dino morder?

KPB-masseudryddelsen tilskrives ofte udelukkende Chicxulub-meteornedslaget i Mexico, men der er en voksende mængde beviser, der tyder på, at det massive udbrud af Deccan Traps i Indien også spillede en rolle. Det mega-udbrud flød over Indien i puls efter puls, varer omkring 750, 000 år. Hele 280, 000 år før udryddelsen var havene opvarmet 3 til 4 grader Celsius, mens opvarmningen på land var på 6 til 8 grader C på grund af udbruddene. Vulkanaktiviteten accelererede i løbet af de sidste 25, 000 år før masseudryddelsen, Mateo sagde, støt frigive mere kuldioxid til atmosfæren. Disse pulser tilføjede yderligere 2,5 grader C til den globale temperatur.

"Denne serie af mega-impulser lod ikke økosystemerne tilpasse sig eller endda overleve, " sagde Mateo. Fossile beviser tyder på, at opvarmningen og havforsuringen stressede livet på land og oceaner, til sidst at bidrage til en af ​​de fem masseudryddelsesbegivenheder i planetens historie. Mikrofossiler i oceanernes foraminiferer, som er en del af bunden af ​​den marine fødekæde, viser tegn på, at de kæmpede før slutningen af ​​kridtperioden, og derefter uddøde 66% ved KPB, 33% overlevede, men forsvandt hurtigt i løbet af de første 100, 000 år efter KPB, og kun én art overlevede på lang sigt. På landopvarmning i løbet af de sidste 280, 000 år af kridttiden ser ud til at have startet et fald i dinosaurer såvel hos tidlige pattedyr, insekter, og padder i god tid før de sidste megaudbrud, der sluttede med KPB-masseudryddelsen.

Ocean-building event

Den nyere PETM, for sin del, var forårsaget af udvidelsen af ​​det nordatlantiske havbassin. Det involverede en masse magma, der steg op nedefra for at blive den nye havskorpe. Al den magma frigav en masse kuldioxid, hvilket ser ud til at have forårsaget moderat opvarmning, på tur, udløste smeltningen af ​​clathrates - frosne metanhydrataflejringer i havbunden. Metan-emissionerne overladede drivhussituationen og førte til en opvarmning på 5 grader C.

Den opvarmning var hård for levende ting på land og hav, men det var ikke en række slag, som det, der førte til KPB. Mange dyr var i stand til at tilpasse sig eller migrere og undgå de hårdeste forhold. Det var et enkelt slag med miljømæssige konsekvenser, der varede omkring 200, 000 år, men der var ikke en masseudryddelse.

Den bedste analog

Opført side om side, det er nøgternt at se, hvor mange af de samme økosystemeffekter af KPB og PETM, der nu udspilles i havene og på land i realtid som følge af menneskeskabt opvarmning.

"Forskellen med i dag er, at selvom det er en meget kort puls, ændringshastigheden er meget, meget hurtig, " sagde Mateo. "Det sker så hurtigt, at økosystemerne ikke er i stand til at indhente det. Der er ikke tid til tilpasning."

Så mens dagens drivhusopvarmning er en enkelt puls, som i PETM, det sker i størrelsesordener hurtigere, hvilket kunne skabe effekter mere som dem fra KPB.

Ingen af ​​de tidligere begivenheder er en perfekt analog, men de er lærerige. PETM kunne være en analogi til vores bedste tilfælde, Mateo forklarede. Det er noget, menneskeheden potentielt kan overleve. KPB, på den anden side, ville være vores worst case scenario analogi. Hvis vi tager den vej ville det kvalificere sig som den sjette masseudryddelse i planetens historie.