En skønne dag, selv våde skove kan brænde på grund af klimaændringer

Millioner af år siden, ild fejede over planeten, drevet af en iltrig atmosfære, hvor selv våde skove brændte, ifølge ny forskning fra CU Boulder -forskere.

Studiet, udgivet i dag i Naturgeovidenskab , giver geokemiske beviser for, at skovbrande ekspanderede dramatisk, potentielt brænder op til 30 eller 40 procent af de globale skove i løbet af en 100, 000 års interval for mere end 90 millioner år siden. Mens brande i dag forværres af tørre forhold, de fandt ud af, at skovbrande i denne periode steg selv i våde områder på grund af ændringer i det globale klima.

"At studere denne periode i Jordens historie kan skinne lys over, hvordan den moderne og fremtidige Jord kan opføre sig under globale ændringer, "sagde F. Garrett Boudinot, hovedforfatter og nylig ph.d. kandidat i Institut for Geologiske Videnskaber.

Boudinot analyserede prøver fra en klippekerne, der spænder over det, der er kendt som Oceanic Anoxic Event 2 (OAE2) i Kridttiden, for omkring 94 millioner år siden. Han fandt ud af, at en øget mængde kulstof begravet i havene ved starten af ​​denne begivenhed var forbundet med indikationer for forekomsten af ​​naturbrande, som kan have været forårsaget af en stigning i ilt i atmosfæren.

"En af konsekvenserne af at have mere ilt i atmosfæren er, at det er lettere at brænde bål, "sagde Boudinot." Det er samme grund til, at du blæser på gløder for at stikke ild. "

Store mængder kuldioxid i atmosfæren-omtrent som Jorden forventes at opleve i 2100-satte denne cyklus i gang.

For 50, 000 år før OAE2 begyndte, alger og landplanter trak dette kulstof ned i havene gennem fotosyntese, får mikrobiel respiration til at stige, hvilket fik dele af havene til at blive lavt i eller endda blotte ilt, kendt som anoxi. Den samme proces findes i dag i farvande, hvor for mange næringsstoffer ender ét sted, som mundingen af ​​Mississippi -floden, hvor overskydende gødningsafstrømning ophobes og fodrer alger - som derefter spises op af mikrober, der forbruger ilt, skabe en død zone. I denne slags anoksiske farvande, det organiske kulstof, der lagres fra atmosfæren, er begravet i sedimenter, mens ilt, der var en del af kuldioxiden (CO ₂ ) frigives til atmosfæren.

Efter 100, 000 år med denne havanoxi -begivenhed - som blev intensiveret ved opvarmningstemperaturer - havets sedimenter rundt om i verden havde lagret nok organisk kulstof til, at atmosfæren blev rig på ilt, så meget, at det kunne have lettet afbrændingen af ​​op til 40 procent af skovene på tværs af planeten, selv i våde og fugtige områder.

Planeten gennemgår en lignende transformation i dag som den gjorde i begyndelsen af ​​denne cyklus, med kuldioxid, der ophobes i atmosfæren, og næringsstoffer opbygges i havet. Hvis de samme mønstre fortsætter, historien kunne gentage sig selv i fremtiden, kun århundreder til årtusinder fra i dag.

"Det understreger, at det ikke potentielt øger de globale temperaturer at sætte kuldioxid i atmosfæren og næringsstoffer i havet. Det har en betydelig indvirkning på planetens grundlæggende biogeokemi eller økologi, som hvordan skovene reagerer på ild, "sagde Boudinot, der nu arbejder i opsøgende arbejde i Colorado Wildlife Council.

Et mysterium i Jordens historie

Boudinot havde aldrig til hensigt at analysere klippekernen, boret i Utah, for rester af skovbrande. Det blev boret for bedre at forstå andre forskellige elementer i OAE2, herunder hvordan marine økosystemer reagerede på globale ændringer på det tidspunkt i Jordens historie.

Men han kørte også et andet eksperiment på samme tid, ved hjælp af en analytisk metode til at identificere molekylære sporstoffer af skovbrande i stenprøver fra andre tidspunkter og steder. Disse sporstoffer kaldes polycykliske, aromatiske kulbrinter, eller PAH'er - undertiden kendt som "pyro PAH'er".

Inden i Utah -klippekernen var sorte skifre fyldt med organisk materiale bevaret for næsten 94 millioner år siden, da den del af landet var dækket af hav. Så Boudinot tænkte hvorfor ikke? Og kørte de samme tests på OAE2 -rockkernen, fandt der var en betydelig mængde af disse pyro PAH'er i den.

"Disse organiske molekyler fungerer grundlæggende som molekylære fossiler, "sagde Julio Sepúlveda, seniorforfatter på undersøgelsen, professor i geologiske videnskaber og stipendiat ved Institute of Arctic and Alpine Research.

Disse molekyler er også relateret til selve brandens temperatur. De angav høje temperaturbrande, skabt af skovbrande.

Intervallet for OAE2 med flere brande har også været noget af et mysterium for geologer. Disse nye geokemiske data er ikke kun solide, men det repræsenterer også en detaljeret udvikling af begivenheden - hvor hvert datapunkt repræsenterer en mindre periode. Dette giver forskere en klarere forståelse af, hvordan kulstoflagring i havene er relateret til iltniveauer i atmosfæren og globale temperaturer, og det tempo, hvormed disse klimatilbagemeldinger kan forekomme.

Mens forskere formoder vulkansk aktivitet som årsagen til, at der var så meget kuldioxid i atmosfæren, før denne begivenhed i Jordens historie begyndte, Boudinot ser paralleller til, hvor meget kuldioxid mennesker udsender i dag.

"Dette fund fremhæver de langvarige virkninger af klimaændringer. De klimaændringer, vi forårsager nu, det er ikke noget, hvis vi ikke retter det, kun vores børnebørn skal klare det, "sagde Boudinot." Klimaændringernes historie i Jordens historie fortæller os, at virkningerne virkelig er langvarige. "