Vendepunkter i Jordens system udløste hurtige klimaændringer for 55 millioner år siden, forskning viser

Forskere har afsløret en fascinerende ny indsigt i, hvad der forårsagede en af ​​de hurtigste og dramatiske tilfælde af klimaændringer i Jordens historie.

Et team af forskere, ledet af Dr. Sev Kender fra University of Exeter, har gjort et afgørende gennembrud i årsagen bag Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM)-en ekstrem global opvarmning begivenhed, der varede i omkring 150 tusinde år, hvor der oplevede betydelige temperaturstigninger.

Selvom tidligere undersøgelser har foreslået, at vulkansk aktivitet bidrog til det store CO ₂ emissioner, der drev de hurtige klimaændringer, udløseren til begivenhed er mindre klar.

I den nye undersøgelse, forskerne har identificeret forhøjede niveauer af kviksølv lige før og i begyndelsen af ​​PETM - som kan være forårsaget af ekspansiv vulkansk aktivitet - i prøver taget fra sedimentære kerner i Nordsøen.

Vigtigt, undersøgelsen af ​​stenprøverne viste også, at i de tidlige stadier af PETM, der var et betydeligt fald i kviksølvindholdet - foreslog, at mindst et andet kulstofreservoir frigav betydelige drivhusgasser, efterhånden som fænomenet tog fat.

Forskningen indikerer eksistensen af ​​vendepunkter i Jordens System - som kan udløse frigivelse af yderligere kulstofreservoirer, der drev Jordens klima til hidtil usete høje temperaturer.

Den banebrydende forskning, som også omfatter eksperter fra British Geological Survey, universitetet i Oxford, Herriot-Watt University og University of California at Riverside, kunne give en ny forståelse af, hvordan nutidens klimaændringer vil påvirke Jorden i de kommende århundreder.

Forskningen er publiceret i Naturkommunikation 31. august 2021.

Dr. Kender, en medforfatter på undersøgelsen fra Camborne School of Mines, baseret på University of Exeter's Penryn Campus i Cornwall sagde:"Drivhusgasser sådan en CO ₂ metan blev frigivet til atmosfæren ved starten af ​​PETM på bare et par tusinde år.

"Vi ville teste hypotesen om, at denne hidtil usete drivhusgasudledning blev udløst af store vulkanudbrud. Da vulkaner også frigiver store mængder kviksølv, vi målte kviksølv og kulstof i sedimentkernerne for at opdage enhver gammel vulkanisme.

"Overraskelsen var, at vi ikke fandt et simpelt forhold mellem øget vulkanisme under udledningen af ​​drivhusgasser. Vi fandt, at vulkanisme kun fandt sted i begyndelsesfasen, og så må en anden kilde til drivhusgasser være frigivet efter vulkanismen. "

PETM -fænomenet, som er en af ​​de hurtigste opvarmningsperioder i Jordens historie, skete, da Grønland trak sig væk fra Europa.

Mens årsagerne bag, hvordan så store mængder CO ₂ blev frigivet for at udløse denne omfattende opvarmningsperiode lå skjult i mange år, forskere har for nylig foreslået, at vulkanudbrud var den vigtigste drivkraft.

Imidlertid, mens kulstofoptegnelser og modellering har foreslået, at store mængder vulkansk kulstof blev frigivet, det har ikke været muligt at identificere triggerpunktet for PETM - indtil nu.

I den nye undersøgelse, forskerne undersøgte to nye sedimentære kerner fra Nordsøen, som viste høje niveauer af kviksølv til stede, i forhold til organiske kulstofniveauer.

Disse prøver viste talrige toppe i kviksølvniveauer både før, og i begyndelsen af ​​PETM -perioden - hvilket tyder på, at den blev udløst af vulkansk aktivitet.

Imidlertid, undersøgelsen viste også, at der var mindst et andet kulstofreservoir, der efterfølgende blev frigivet, da PETM tog fat, da kviksølvindholdet ser ud til at falde i anden del af dets begyndelse.

Dr. Kender tilføjede:"Vi var i stand til at udføre denne forskning, da vi har arbejdet på usædvanligt velbevaret nyt kernemateriale med samarbejdspartnere fra Geologiske Undersøgelser i Danmark og Grønland. Den fremragende konservering tillod detaljeret påvisning af både det kulstof, der frigives til atmosfære og kviksølv. Da Nordsøen er tæt på vulkanregionen, der menes at have udløst PETM, disse kerner var i en ideel position til at detektere signalerne.

"Vulkanismen, der forårsagede opvarmningen, var sandsynligvis enorme dybe indtrængte tærskler, der producerede tusindvis af hydrotermiske ventilationsåbninger i en skala, der er langt ud over noget, man ser i dag. Mulige sekundære kilder til drivhusgasser var smeltning af permafrost og havbunden metanhydrater, som følge af den indledende vulkanske opvarmning. "