Novos mapas do aquecimento antigo revelam resposta robusta ao dióxido de carbono

dentro Um estudo publicado no PNASa professora Jessica Tierney da Universidade do Arizona e colegas produziram mapas globais completos do aquecimento induzido pelo carbono que ocorreu no Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno (PETM), há 56 milhões de anos.

Embora existam algumas semelhanças entre o período PETM e o aquecimento atual, o novo trabalho inclui algumas consequências inesperadas – a resposta climática ao dióxido de carbono.₂ Foi então duas vezes mais forte do que a melhor estimativa atual do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Mas as mudanças nos padrões de precipitação e a amplificação do aquecimento nos pólos foram notavelmente consistentes com as tendências recentes, apesar de ser um mundo totalmente diferente na época.

mundo diferente

O aquecimento do período Petam foi provocado pela rápida liberação geológica de ko₂principalmente de um espasmo de magma No manto da Terra, no local onde a Islândia está agora localizada. O magma invadiu os sedimentos ricos em petróleo no Atlântico Norte, levando o dióxido de carbono à ebulição₂ e metano. Era necessário um teor de monóxido de carbono realmente alto para ser quente₂ O clima o tornou mais quente por dezenas de milhares de anos, levando alguns criaturas do fundo do mar E a Algumas plantas tropicais à extinção. Mamíferos evoluíram menore havia um grande número Migrações Por todos os continentes, crocodilos e criaturas semelhantes a hipopótamos e Palmeiras Todos eles prosperaram a apenas 500 milhas do Pólo Norte, e Antártica Estava livre de gelo.

À medida que nosso clima aquece, os cientistas estão melhorando Olhando cada vez mais para climas passados Para insights, mas prejudicado por incertezas na temperatura, o dióxido de carbono₂ Níveis e tempo exato de mudanças – Trabalhos anteriores em PETM tinham uma temperatura incerta na faixa de 8° a 10°C, por exemplo. Agora, a equipe de Tierney reduziu essa incerteza para apenas 2,4 ° C, mostrando que o PETM aqueceu 5,6 ° C, uma melhoria em relação à estimativa anterior de ~ 5 ° C.

“Conseguimos realmente restringir essa estimativa a trabalhos anteriores”, disse Tierney.

Os pesquisadores também calcularam o dióxido de carbono₂ Níveis antes e durante o período PETM derivados de isótopos de boro medidos em conchas de plâncton fóssil. Eles encontraram CO₂ Era cerca de 1.120 ppm antes do período PETM e subiu para 2020 ppm em seu pico. Para comparação, CO₂ Eu era 280ppmestamos atualmente sobre 418 ppm. A equipe foi capaz de usar as novas temperaturas e dióxido de carbono₂ Valores para calcular quanto o planeta está aquecendo em resposta à duplicação do dióxido de carbono₂ valores, ou “sensibilidade climática de equilíbrio” para PETM.

muito sensível

A melhor estimativa de sensibilidade climática do IPCC para o nosso tempo é de 3°C, mas isso vem com muita incerteza – pode ser qualquer coisa entre 2° a 5°C– Por causa do nosso conhecimento imperfeito de Comentários no sistema terrestre. Se a sensibilidade estiver no limite superior, aqueceremos mais para uma determinada quantidade de emissões. O estudo de Tierney descobriu que a sensibilidade climática do período PETM foi de 6,5°C – mais que o dobro da melhor estimativa do IPCC.

Tierney me disse que o número mais alto “não é muito surpreendente”, porque pesquisa anterior Descreva a resposta da Terra ao dióxido de carbono₂ É mais forte em níveis mais altos de CO2₂ níveis passados ​​da Terra. Nossa sensibilidade climática não seria tão alta: “Não esperamos ter uma sensibilidade climática de 6,5°C amanhã”, explicou Tierney.

No entanto, seu artigo sugere que, se continuarmos a aumentar o CO₂ níveis, induzirá uma resposta de temperatura a esse CO₂ mais alto. “Podemos esperar algum nível de aumento da sensibilidade climática no futuro próximo, especialmente se liberarmos mais gases de efeito estufa”, disse Tierney.

Mapeamento climático usando entrada de dados

O quadro novo e mais claro surge da maneira como a equipe de Tierney abordou o eterno problema dos geólogos: não temos dados para todos os lugares do planeta. Os dados geológicos do PETM são limitados a locais onde os sedimentos daquela época são preservados e acessíveis – geralmente através de um poço ou afloramento no solo. Quaisquer conclusões sobre no mundo todo O clima deve ser ampliado a partir desses pontos de dados dispersos.

“Na verdade, é um problema difícil”, disse Tierney. “Se você quer entender o que está acontecendo espacialmente, é muito difícil fazer isso apenas com dados geológicos.” Então Tierney e seus colegas pegaram emprestado uma técnica da previsão do tempo. “O que os especialistas em clima fazem é executar um modelo climático e, à medida que o dia passa, fazem medições de vento e temperatura e as integram em seu modelo… e então executam o modelo novamente para melhorar a previsão, disse Tierney.

Em vez de termômetros, sua equipe usou medições de temperatura de restos microbianos e de plâncton preservados em sedimentos de 56 milhões de anos. Em vez de um modelo climático, eles usaram um modelo climático com geografia do Eoceno e sem camadas de gelo para simular o clima antes e no pico de calor PETM. Eles giraram o modelo várias vezes, com graus variados de CO₂ níveis e a configuração orbital da Terra devido às incertezas neles. Eles então usaram os dados de micróbios e plânctons para escolher a simulação que melhor se ajustava aos dados.

“A ideia é realmente aproveitar o fato de que as simulações de modelos são espacialmente completas. Mas são modelos, então não sabemos se estão certos. Os dados sabem o que aconteceu, mas não são espacialmente completos”, explicou Tierney. . “Então, misturando, obtemos o melhor dos dois mundos.”

Para ver como o produto misturado correspondia à realidade, eles o compararam com dados independentes derivados de pólen e folhas e de locais não incluídos no processo de mistura. “Eles combinaram muito, muito bem, o que é bastante reconfortante”, disse Tierney.

“A novidade deste estudo é o uso de um modelo climático para trabalhar com precisão a condição climática que melhor se ajusta aos dados antes e durante o período PETM, fornecendo padrões de mudança climática em todo o mundo e uma melhor estimativa da mudança de temperatura global média, ” disse o Dr. Tom Dunkley-Jones da Universidade de Birmingham, que não fez parte do estudo.