Niedawne badania wskazują, że obecne tempo wzrostu poziomu dwutlenku węgla w atmosferze jest bezprecedensowe, dziesięciokrotnie szybsze niż w jakimkolwiek okresie w ciągu ostatnich 50 000 lat, co podkreśla główne konsekwencje dla globalnej dynamiki klimatu i zdolności Oceanu Południowego do pochłaniania dwutlenku węgla w przyszłości.
Naukowcy, którzy przeprowadzili szczegółową analizę chemiczną starożytnego lodu Antarktydy, odkryli, że obecne tempo wzrostu zawartości dwutlenku węgla w atmosferze jest dziesięciokrotnie szybsze niż kiedykolwiek w ciągu ostatnich 50 000 lat.
Wyniki, właśnie opublikowane w Postępowanie Narodowej Akademii Naukzapewnia ważne nowe zrozumienie okresów gwałtownych zmian klimatycznych w przeszłości Ziemi i oferuje nowy wgląd w potencjalne skutki dzisiejszych zmian klimatycznych.
„Badanie przeszłości uczy nas, jak inny jest dzisiejszy poziom emisji dwutlenku węgla2 „Dzisiejsza zmiana jest naprawdę bezprecedensowa” – stwierdziła Kathleen Wendt, adiunkt w College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences na Oregon State University i główna autorka badania.
„Nasze badania wykazały najszybsze w historii tempo wzrostu naturalnego dwutlenku węgla, a tempo, w jakim ten wzrost występuje obecnie, napędzany głównie przez emisję gazów cieplarnianych przez człowieka, jest dziesięciokrotnie wyższe”.
Dwutlenek węgla, czyli CO2, to gaz cieplarniany występujący naturalnie w atmosferze. Kiedy dwutlenek węgla przedostaje się do atmosfery, przyczynia się do ocieplenia klimatu w wyniku globalnego ocieplenia. W przeszłości poziomy ulegały wahaniom ze względu na cykle epoki lodowcowej i inne przyczyny naturalne, ale obecnie rosną z powodu emisji gazów cieplarnianych przez człowieka.
Analiza rdzeni lodowych na Antarktydzie
Lód, który gromadził się na biegunie południowym przez setki tysięcy lat, zawiera starożytne gazy atmosferyczne uwięzione w pęcherzykach powietrza. Naukowcy wykorzystują próbki tego lodu pobrane podczas wierceń rdzeniowych na głębokość do 3,2 km do analizy śladowych substancji chemicznych i tworzenia zapisów dotyczących minionego klimatu. Amerykańska Narodowa Fundacja Nauki wsparła wiercenie rdzeni lodowych i analizę chemiczną wykorzystane w badaniu.
Poprzednie badania wykazały, że podczas ostatniej epoki lodowcowej, która zakończyła się około 10 000 lat temu, było kilka okresów, w których poziom dwutlenku węgla zdawał się skakać znacznie powyżej średniej. Wendt stwierdził, że pomiary te nie były wystarczająco szczegółowe, aby ujawnić pełną naturę szybkich zmian, co ogranicza zdolność naukowców do zrozumienia tego, co się dzieje.
Kawałek rdzenia lodowego Antarktyki. Naukowcy badają substancje chemiczne uwięzione w starożytnym lodzie, aby poznać klimat w przeszłości. Zdjęcie: Katherine Stelling, Uniwersytet Stanowy Oregonu
„Być może nie spodziewano się tego pod koniec ostatniej epoki lodowcowej” – powiedziała. „Ale nasze zainteresowanie wzrosło i chcieliśmy wrócić do tych okresów i dokonać bardziej szczegółowych pomiarów, aby zobaczyć, co się dzieje”.
Wykorzystując próbki rdzenia lodowego dzielącego pokrywę lodową Antarktydy Zachodniej, Wendt i jego współpracownicy zbadali, co działo się w tych okresach. Zidentyfikowali wzorzec wskazujący, że skoki dwutlenku węgla miały miejsce wraz z okresami chłodów na północnym Atlantyku, znanymi jako zdarzenia Heinricha, które są powiązane z nagłymi zmianami klimatycznymi na całym świecie.
„Te wydarzenia dokonane przez Heinricha są naprawdę niezwykłe” – powiedział Christo Boisert, profesor nadzwyczajny w School of Earth, Oceanic and Atmospheric Sciences i współautor badania. „Uważamy, że jest to spowodowane dramatycznym zapadnięciem się pokrywy lodowej w Ameryce Północnej. To rozpoczyna reakcję łańcuchową, która obejmuje zmiany monsunów tropikalnych, zachodnie wiatry na półkuli południowej i duże wyrzuty dwutlenku węgla”.2 Wychodząc z oceanów.”
Porównaj naturalny i obecny wzrost dwutlenku węgla
Podczas największych naturalnych przyrostów zawartość dwutlenku węgla wzrosła o około 14 części na milion w ciągu 55 lat. Skoki następowały mniej więcej raz na 7 000 lat. Przy dzisiejszym tempie podwyżka zajęłaby jedynie 5–6 lat.
Dowody wskazują, że w poprzednich okresach naturalnego wzrostu poziomu CO2 nasilały się również wiatry zachodnie, które odgrywają ważną rolę w cyrkulacji w głębinach oceanu, co doprowadziło do szybkiego uwolnienia dwutlenku węgla z Oceanu Południowego.
Inne badania wykazały, że te zachodnie wiatry będą się nasilać w ciągu następnego stulecia z powodu zmian klimatycznych. Nowe odkrycia sugerują, że jeśli tak się stanie, zmniejszy się zdolność Oceanu Południowego do pochłaniania dwutlenku węgla wytwarzanego przez człowieka – zauważyli naukowcy.
„Jesteśmy zależni od Oceanu Południowego, jeśli chodzi o pochłanianie części uwalnianego przez nas dwutlenku węgla, ale szybko rosnące wiatry południowe osłabiają jego zdolność do tego” – powiedział Wendt.
Odniesienie: „Ocean Południowy od dziesięcioleci wypycha dwutlenek węgla do atmosfery2 „Wznosząc się przez Heinricha Stadialesa” Kathleen A. Wendt, Christoph Nierpas-Ahls, Kyle Niezgoda, David Nunn, Michael Kalk, Laurie Mainville, Julia Gottschalk, James W.B. Ray, Jochen Schmidt, Hubertus Fischer, Thomas F. Stocker, Juan Muglia, David Ferreira, Sean A. Marcotte, Edward Brook i Christo Boisert, 13 maja 2024 r., Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
doi: 10.1073/pnas.2319652121
Dodatkowi współautorzy to Ed Brock, Kyle Niezgoda i Michael Kalk ze stanu Oregon; Christopha Neerbasa-Ahlesa Uniwersytet w Bernie w Szwajcarii i National Physical Laboratory w Wielkiej Brytanii; Thomas Stocker, Jochen Schmidt i Hubertus Fischer z Uniwersytetu w Bernie; Laurie Mainville z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii w Australii; James Rae z Uniwersytetu St Andrews w Wielkiej Brytanii; Juan Muglia z Argentyny; David Ferreira z University of Reading w Wielkiej Brytanii i Sean Marcotte z University of Wisconsin-Madison.
Badanie zostało sfinansowane przez amerykańską National Science Foundation.