Satu mantapan pemanasan global yang teruk 55 juta tahun yang lalu telah dicetuskan oleh bukan satu tetapi dua suntikan gas rumah hijau ke atmosfera-dan kadar peningkatan menunjukkan bahawa acara pemanasan purba mungkin memegang pengajaran penting untuk apa yang diharapkan dengan perubahan iklim hari ini.
Kandungan Terkait
- Kemelesetan, Bukan Fracking, Mengemudikan Penurunan dalam Emisi Karbon AS
- Apa yang Kita Boleh Belajar dengan Menggali Rahsia Karbon Dalam Bumi
- Perjalanan Melalui Masa Deep Dengan Bumi Interaktif Ini
- Gas, Mungkin Methane, Terlalu Dari 570 Tapak di Pantai Timur
Salah satu cara terbaik untuk meneroka bagaimana pemanasan global yang disebabkan oleh manusia akan menjejaskan Bumi pada masa akan datang adalah untuk mengkaji cara planet kita bertindak balas terhadap perubahan iklim pada masa lalu. Ramai penyelidik berpendapat bahawa Maximum Thermal Paleocene-Eocene (PETM) 55 juta tahun yang lalu sangat relevan dengan keadaan semasa kita, kerana ia juga melibatkan suntikan karbon yang besar ke atmosfera yang membawa kepada suhu global yang meluas.
Tidak semua penyelidik yakin bahawa kita banyak belajar dari PETM. Beberapa kajian mencadangkan iklim kembali berubah jauh lebih perlahan daripada sekarang berubah, dengan karbon atmosfera membangunkan secara beransur-ansur lebih kurang 20, 000 tahun, mungkin disebabkan pelepasan gas gunung berapi yang perlahan. Masih kajian lain menyimpulkan bahawa perubahan PETM berlaku terlalu cepat untuk perbandingan dengan keadaan sekarang. Satu kajian tahun lepas mencadangkan bahawa karbon atmosfera melonjak dalam masa beberapa tahun, mungkin disebabkan oleh kemasukan karbon yang besar dari kesan komet.
Tetapi bukti geologi terkini yang diterbitkan hari ini dalam Alam Geosains, membuat senario pemanasan "terlalu lambat" dan "terlalu cepat" mula kelihatan tidak mungkin. Sebaliknya, kadar perubahan mungkin "tepat" untuk membuat perbandingan moden.
Penyelidik yang diketuai oleh Gabe Bowen di University of Utah mengetuk teras 820 kaki dari tanah berhampiran Powell, Wyoming. Sampel mereka memotong melalui tanah kuno-kini berubah menjadi batu-batu yang dibentuk sebelum, semasa dan selepas PETM. Lapisan tanah mengandungi beribu-ribu nodul karbonat, masing-masing memegang pelbagai jenis karbon yang mencerminkan komposisi atmosfera pada masa nodul terbentuk. Dengan mengukur jenis ini, atau isotop, dalam setiap nodul, para penyelidik dapat membina gambaran bagaimana karbon ditambah ke atmosfera kuno. Ia bukan kali pertama para penyelidik telah membina rekod karbon sedemikian rupa untuk profil PETM-serupa telah dibuat menggunakan maklumat daripada teras sedimen marin. Tetapi sedimen marin dapat dikumpulkan oleh haiwan burrowing, mengaburkan detail gambar karbon dengan cara yang tidak begitu mudah di tanah, kata penyelidik.
Kelabu, nodul bulat karbonat titik ini teras sedimen yang dibor dari utara Wyoming. (Bianca Maibauer, University of Utah) Hasilnya menunjukkan bahawa karbon dipam ke atmosfera selama tempoh beberapa ribu tahun-kira-kira pada kadar yang sama seperti pelepasan hari ini. Mereka juga mendapati bahawa sekurang-kurangnya 992 juta tan karbon memasuki atmosfera setiap tahun-iaitu dalam urutan magnitud kadar tahunan hari ini sebanyak 10.5 bilion tan.
Tetapi mungkin penemuan yang paling menarik adalah bahawa PETM nampaknya telah melibatkan dua denyutan karbon berasingan. Beberapa ribu tahun sebelum PETM berkembang, terdapat tempoh pemanasan global yang singkat. Tahap karbon atmosfera yang meningkat selama 1500 tahun, kekal tinggi untuk satu milenium atau kemudian kembali dengan cepat. Selepas beberapa ribu tahun lagi, tahap karbon meningkat sekali lagi-tetapi kali ini mereka kekal tinggi selama puluhan ribu tahun, menyebabkan peristiwa PETM yang benar.
"Ini adalah bukti kuat pertama yang terdapat dua denyutan ini sangat dekat dengan masa, " kata penulis bersama Scott Wing, ahli paleobiologi di Muzium Sejarah Alam Nasional Smithsonian. Ini adalah pemerhatian yang ketara, katanya, kerana ini bermakna kita boleh menilai dengan lebih baik apa yang mencetuskan PETM. "Ia hampir memalukan bahawa kami belum menyelesaikan masalah, " kata Wing. "Ia adalah perkara pertama yang ingin tahu - tetapi walaupun 20 tahun selepas mengenal pasti PETM, kami masih berdebat mengenai punca itu."
Hasil-hasil baru muncul untuk mengetepikan senario yang sangat lambat, senario volkanik-karbon memasuki alam sekitar terlalu cepat untuk itu berfungsi. Dan kerana terdapat dua pemanasan yang berbeza, senario komet kelihatan lemah juga. "Anda perlu mempunyai dua komet yang berasingan kemudian-kedengaran sedikit seperti merayu khas, " kata Wing.
Paleobiologist Scott Wing dari Institusi Smithsonian memegang satu sampel teras yang digerudi dari pembentukan Willwood Wyoming dalam satu kajian yang diketuai oleh University of Utah mengenai episod pemanasan global hampir 56 juta tahun yang lalu. (William Clyde, University of New Hampshire) Sebaliknya, penulis berpendapat bahawa pelepasan metana dari deposit di bawah dasar laut akan menjelaskan kedua-dua kadar perubahan dan denyut dua denyut. Metana ini biasanya selamat dikunci dalam bentuk pepejal yang dipanggil metath clathrate, tetapi juga tanah longsor bawah tanah mungkin telah mencukupi untuk menjejaskan kawasan di dasar laut dan membuka kunci deposit besar. Kejadian semacam itu boleh mencetuskan denyut nadi pemanasan global sebelum peristiwa PETM utama.
Sebagai tindak balas kepada nadi awal ini, lautan-lautan bumi mungkin telah menyerap haba berlebihan atmosfera. Sekiranya mereka melakukannya, kemungkinan mekanisme pemulihan semulajadi ini mencetuskan peristiwa utama. Lautan hangat dapat menstabilkan deposit clathrate, yang mungkin menjelaskan di mana nadi karbon kedua berasal, kata Wing. Sekiranya senario ini betul, ia menjadikan PETM lebih relevan lagi pada hari ini-lautan semakin panas sekali lagi, dan deposit yang semakin ketat di bawah dasar laut sekali lagi mula menjejaskan kestabilan.
Methane clathrates dibebaskan dari sedimen di Tasik Baikal, Rusia yang kelihatan gelembung melalui ais. (Louise Murray / Robert Harding World Imagery / Corbis) "Saya agak ragu-ragu mengenai kajian karbonat tanah pertama biasanya sukar difahami, " kata Henrik Svensen di University of Oslo, Norway. "Tetapi ia seolah-olah satu kajian yang baik dan teliti yang sememangnya menambah perspektif baru kepada PETM." Apa yang tidak jelas, tambah Svensen, mengapa denyut nadi berganda tidak benar-benar muncul dalam kajian lain, memandangkan beberapa kumpulan ahli geologi yang bekerja di tempat lain di dunia telah menggunakan isotop karbon di dalam batu untuk membina semula keadaan atmosfera semasa PETM secara terperinci tinggi.
Penyelidik lain mengatakan bahawa mereka telah melihat petunjuk dua denyut dalam kajian awal mereka. Sebagai contoh, Ying Cui dan Lee Kump di Pennsylvania State University dan rakan-rakan mereka menerbitkan satu analisis pada tahun 2011 daripada isotop karbon di sedimen marin PETM di luar pantai Spitsbergen di Lautan Artik. "Kami mengenal pasti dua pulses juga, berkaitan dengan steepenings dan flattenings dalam rekod isotop karbon, " kata Kump.
Walaupun begitu, tidak semua orang yakin bahawa bukti terkini membunyikan pembengkakan kematian untuk senario pemanasan sebelumnya. James Wright di Rutgers University bersama-sama mengarang kertas tahun lepas dengan alasan bahawa pemanasan PETM berlaku dengan cepat, mungkin disebabkan oleh komet. Oleh kerana keputusan baru menunjukkan keadaan atmosfera yang kembali normal antara denyutan pertama dan kedua, kita tidak dapat memastikan bahawa denyut pertama mempunyai kaitan langsung dengan PETM, dia kaunter. Ini akan meninggalkan cara terbuka untuk denyutan kedua secara eksklusif bertanggungjawab - yang bermaksud bahawa kita tidak dapat mengesampingkan senario komet sepenuhnya.
Jika Wing dan rakan-rakannya betul dan acara pemanasan global PETM serupa dengan hari ini, kami tahu ia bukan perbandingan sempurna. Dunia adalah tempat yang sangat berbeza 55 juta tahun yang lalu. Sebagai contoh, sebelum PETM, planet ini sudah begitu hangat sehingga tidak ada topi ais. Juga tidak perlu kita selesaikan fakta bahawa PETM tidak menyebabkan kepupusan besar-besaran, kata Wing, kerana sementara pemanasan global sekarang tidak mengancam kewujudan spesies kita, ia mengancam cara hidup kita. "Apa yang kita bincangkan adalah perubahan yang besar yang boleh menyebabkan jumlah penderitaan manusia yang tidak dapat dipercaya dan kehilangan perkara yang kita semua cintai, " katanya.
