Nuove mappe del riscaldamento antico rivelano una robusta risposta all’anidride carbonica

in Uno studio pubblicato su PNASla professoressa Jessica Tierney dell’Università dell’Arizona e colleghi hanno prodotto mappe globali complete del riscaldamento indotto dal carbonio che si è verificato nel Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), 56 milioni di anni fa.

Sebbene ci siano alcune somiglianze tra il periodo PETM e il riscaldamento attuale, il nuovo lavoro include alcune conseguenze inaspettate: la risposta climatica all’anidride carbonica.₂ Era quindi due volte più forte dell’attuale migliore stima dell’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Ma i cambiamenti nei modelli delle precipitazioni e l’amplificazione del riscaldamento ai poli erano notevolmente coerenti con le tendenze recenti, nonostante all’epoca fosse un mondo completamente diverso.

mondo diverso

Il riscaldamento del periodo Petam è stato determinato dal rapido rilascio geologico di ko₂principalmente da a spasmo magmatico Nel mantello della Terra nel luogo in cui ora si trova l’Islanda. Il magma ha invaso i sedimenti ricchi di petrolio nel Nord Atlantico, portando ad ebollizione l’anidride carbonica₂ e metano. Richiedeva un contenuto di monossido di carbonio davvero elevato per essere caldo₂ Il clima lo ha reso più caldo per decine di migliaia di anni, spingendo alcuni creature del mare profondo E il Alcune piante tropicali all’estinzione. I mammiferi si sono evoluti più piccoloe c’era un gran numero Migrazioni Attraverso i continenti coccodrilli e creature simili a ippopotami e palme Tutti prosperavano a sole 500 miglia dal Polo Nord, e Antartide Era privo di ghiaccio.

Con il riscaldamento del nostro clima, gli scienziati stanno migliorando Guardando sempre più ai climi del passato Per approfondimenti, ma ostacolato da incertezze di temperatura, anidride carbonica₂ Livelli e tempi esatti delle modifiche – Il lavoro precedente su PETM aveva una temperatura incerta nell’intervallo da 8° a 10°C, per esempio. Ora il team di Tierney ha ridotto questa incertezza a soli 2,4 °C, dimostrando che il PETM si è riscaldato di 5,6 °C, un miglioramento rispetto alla precedente stima di ~5 °C.

“Siamo stati davvero in grado di restringere quella stima al lavoro precedente”, ha detto Tierney.

I ricercatori hanno anche calcolato l’anidride carbonica₂ I livelli prima e durante il periodo PETM derivavano dagli isotopi del boro misurati nei gusci di plancton fossili. Hanno trovato CO₂ Era di circa 1.120 ppm prima del periodo PETM ed è salito a 2020 ppm al suo picco. Per confronto, CO₂ ero 280 ppmstiamo attualmente circa 418 ppm. Il team è stato in grado di utilizzare le nuove temperature e l’anidride carbonica₂ Valori per calcolare quanto si sta riscaldando il pianeta in risposta al raddoppio dell’anidride carbonica₂ valori, o “sensibilità climatica di equilibrio” per PETM.

molto sensibile

La migliore stima dell’IPCC della sensibilità climatica per il nostro tempo è di 3°C, ma ciò comporta una grande incertezza: potrebbe essere qualsiasi cosa tra Da 2° a 5°C– A causa della nostra imperfetta conoscenza di Feedback nel sistema Terra. Se la sensibilità risulta essere nella fascia più alta, ci riscalderemo di più per una determinata quantità di emissioni. Lo studio di Tierney ha rilevato che la sensibilità climatica del periodo PETM era di 6,5 °C, più del doppio della migliore stima dell’IPCC.

Tierney mi ha detto che il numero più alto “non è troppo sorprendente”, perché ricerca precedente Descrivi la risposta della Terra all’anidride carbonica₂ È più forte a livelli di CO2 più elevati₂ Livelli passati della Terra. La nostra sensibilità climatica non sarebbe così alta: “Non ci aspettiamo di avere una sensibilità climatica di 6,5°C domani”, ha spiegato Tierney.

Tuttavia, il loro documento suggerisce che se continuiamo ad aumentare la CO₂ livelli, indurrà una risposta di temperatura a quella CO₂ più alto. “Potremmo aspettarci un aumento del livello di sensibilità climatica nel prossimo futuro, soprattutto se rilasciamo più gas serra”, ha affermato Tierney.

Mappatura climatica utilizzando l’assunzione di dati

Il nuovo quadro più chiaro emerge dal modo in cui il team di Tierney ha affrontato il problema perenne dei geologi: non abbiamo dati per ogni luogo del pianeta. I dati geologici del PETM sono limitati ai siti in cui i sedimenti di quel periodo sono conservati e accessibili, di solito attraverso un pozzo trivellato o affioramenti sul terreno. Eventuali conclusioni su In tutto il mondo Il clima deve essere aumentato da questi punti dati sparsi.

“In realtà è un problema difficile”, ha detto Tierney. “Se vuoi capire cosa sta succedendo nello spazio, è davvero difficile farlo solo con i dati geologici”. Quindi Tierney e i suoi colleghi hanno preso in prestito una tecnica dalle previsioni meteorologiche. “Quello che fanno gli esperti meteorologici è eseguire un modello meteorologico e, con il passare della giornata, rilevano misurazioni del vento e della temperatura, quindi le integrano nel loro modello… e poi eseguono nuovamente il modello per migliorare le previsioni, ” ha detto Tierney.

Invece dei termometri, il suo team ha utilizzato misurazioni della temperatura da resti microbici e di plancton conservati in sedimenti di 56 milioni di anni. Invece di un modello meteorologico, hanno utilizzato un modello climatico con geografia dell’Eocene e senza strati di ghiaccio per simulare il clima prima e al picco di calore PETM. Hanno ruotato il modello più volte, con diversi gradi di CO₂ livelli e la configurazione orbitale della Terra a causa di incertezze in quelli. Hanno quindi utilizzato i dati di microbi e plancton per scegliere la simulazione che meglio si adattava ai dati.

“L’idea è davvero di sfruttare il fatto che le simulazioni del modello sono spazialmente complete. Ma sono modelli, quindi non sappiamo se sono corrette. I dati sanno cosa è successo, ma non sono spazialmente completi”, ha spiegato Tierney . “Quindi, mescolando, otteniamo il meglio di entrambi i mondi.”

Per vedere quanto bene il loro prodotto miscelato corrispondesse alla realtà, lo hanno confrontato con dati indipendenti derivati ​​da polline e foglie e da luoghi non inclusi nel processo di miscelazione. “Si sono abbinati davvero, davvero bene, il che è piuttosto confortante”, ha detto Tierney.

“La novità di questo studio è l’uso di un modello climatico per elaborare con precisione la condizione climatica che meglio si adatta ai dati prima e durante il periodo PETM, fornendo modelli di cambiamento climatico in tutto il mondo e una migliore stima del cambiamento medio globale della temperatura, ” ha detto il dottor Tom Dunkley-Jones dell’Università di Birmingham, che non faceva parte dello studio.