Uralte Muscheln deuten darauf hin, dass frühere hohe CO2-Werte zurückkehren könnten

Eine Person hält eine Muschel in der Hand im blauen Wasser hand

Mit zwei Methoden zur Analyse winziger Organismen, die in Sedimentkernen des Tiefseebodens gefunden wurden, haben Forscher den Kohlendioxidgehalt der letzten 66 Millionen Jahre geschätzt.

Ihre Ergebnisse zeigen ein konsistentes Bild der Entwicklung des Kohlendioxidgehalts der Ozeanatmosphäre.

„Bei CO2 von etwa 1500 ppm, zuletzt vor etwa 50 Millionen Jahren gesehen, war es so warm, dass wir in der Arktis versteinerte Alligatoren finden.“

Diese neue Umweltrekonstruktionsforschung zeigt, dass die Kohlenstoffemissionen des 21. Jahrhunderts das Potenzial haben, atmosphärisches Kohlendioxid (CO2) auf Niveaus, die seit dem viel nicht gesehen wurden wärmeres Klima der fernen Vergangenheit der Erde.

Die Studie ergab CO2 Werte von mehr als 1,500 Teilen pro Million (ppm) in der Atmosphäre, die mit extremer globaler Wärme vor 50 Millionen Jahren verbunden waren, einem Klima, das so warm war, dass an den Polen kein Eis existierte, sagen die Forscher.

„Zum Beispiel bei CO2 von etwa 1500 ppm, zuletzt vor etwa 50 Millionen Jahren gesehen, war es so warm, dass wir in der Arktis versteinerte Alligatoren finden“, sagt James Rae, Leser an der School of Earth and Environmental Sciences der University of St. Andrews und Hauptautor des Papiers in der Jahresübersicht der Erd- und Planetenwissenschaften.

CO . in den letzten XNUMX Million Jahren2 Die Konzentrationen schwankten langsam zwischen 180 ppm und 300 ppm, als das Klima der Erde in die Eiszeiten hinein und aus ihnen heraus überging, wobei der Beginn der Landwirtschaft und der menschlichen Besiedlung erst dann entstand, wenn CO2 und Klima am Ende des Jahres stabilisiert letzte Eiszeit, vor etwa 10,000 Jahren, sagt Rae. „In den letzten 100 Jahren hat die Verbrennung fossiler Brennstoffe CO2 von 280 bis 414 Seiten pro Minute.“

CO . ändern2 durch die Erdgeschichte

„Gesellschaftlich kümmern wir uns alle um Kohlendioxid in der Atmosphäre, und in der Paläoklimatologie haben wir diese Methoden, um CO . zu untersuchen2 Variationen in der Erdgeschichte“, sagt Co-Autor Yige Zhang, Assistenzprofessor in der Ozeanographie-Abteilung der Texas A&M University.

„Und insbesondere sind diese zwei-ozeanischen marinen Methoden die beiden gebräuchlichsten und wohl auch die genauesten. Wir haben diese beiden State-of-the-Art-Methoden verwendet, analysiert, wie sie im Vergleich zueinander stehen, und haben uns angeschaut, über welche Geschichte sie uns in den letzten 66 Millionen Jahren informieren.“

Die Forscher verwendeten zwei Proxy-Methoden, um den Kohlendioxidgehalt der letzten 66 Millionen Jahre, auch bekannt als das Känozoikum, zu rekonstruieren: eine Methode mit Kohlenstoffisotopen in Alkenonen und eine andere Methode mit Borisotopen in planktischen Foraminiferen – einzelligen Organismen mit Calcitschalen , häufig in Meereskernen.

Das letzte Mal CO2 war so hoch wie heute vor drei Millionen Jahren und hat genug Erwärmung bewirkt, um das gesamte Eis aus Grönland und der Westantarktis zu schmelzen.

„Diese Daten erlauben uns zu sehen, wie CO2 hat sich im Laufe der Erdgeschichte verändert und die Auswirkungen, die dies auf das Klima hatte“, sagt Rae. „In den letzten 66 Millionen Jahren stellen wir fest, dass CO2 und globales Klima gehen Hand in Hand, mit höherem CO2 Ebenen, die mit dramatisch unterschiedlichen Klimata verbunden sind.“

Zhang half bei der Überwachung der Alkenone methodenteam, zusammen mit Heather Stoll, Professorin an der ETH Zürich, und Texas A&M Graduate Student Xiaoqing Liu unterstützten die Forschung. Rae arbeitete zusammen mit Gavin Foster von der University of Southampton und Ross Whiteford von der University of St. Andrews an den Borisotopenmethoden.

„Die Alkenon-Methode beginnt mit Biomarkern, die vor Millionen von Jahren von Algen produziert wurden, und diese Algen waren wie die heutigen Algen Photosynthese – genau wie Pflanzen oder Bäume an Land“, sagt Zhang. „Wenn diese Algen Photosynthese betreiben, fraktionieren sie Kohlenstoffisotope. Dieser Prozess wird durch eine Reihe von Faktoren bestimmt, einer davon ist die Menge an CO2 ihnen im Meerwasser zur Verfügung.“

Zeitachse der COXNUMX-Emissionen

Diese Biomarker hinterlassen eine Zeitleiste des Kohlenstoffgehalts, sagt er.

Die Forscher entnahmen Proben aus Schlammkernen des Tiefseebodens, in denen sich mikroskopisch kleine Fossilien und uralte Moleküle ansammeln und die Geschichte von CO . bewahren2 und Klima. Durch das Abfeuern dieser uralten Atome durch hochempfindliche Instrumente können Wissenschaftler die chemischen Fingerabdrücke vergangener CO .-Veränderungen erkennen2.

„Die von uns gemessenen Schalen und Moleküle fangen die Chemie des Meerwassers zum Zeitpunkt ihres Wachstums ein“, sagt Rae. „In den letzten 20 Jahren haben Wissenschaftler herausgefunden, wie man mithilfe dieser chemischen Fingerabdrücke rekonstruieren kann, wie viel CO2 war im Meerwasser und die Atmosphäre darüber.“

Diese Methoden stehen seit Jahren im Mittelpunkt der verschiedenen Bemühungen der Forscher, und zusammen zielen sie darauf ab, dass diese Arbeit zu breiteren Bemühungen beiträgt, eine breitere Palette von Paläo-CO2 Stellvertreter. Jüngste Verfeinerungen dieser Methoden ermöglichen nun genauere und präzisere Rekonstruktionen der antiken Atmosphäre.

„Diese verfeinerte Methode produziert CO2 Schätzungen, die mit dem aus Eisbohrkernen gewonnenen CO2 Aufzeichnungen der letzten eine Million Jahre“, sagt Zhang. „Das gibt uns mehr Sicherheit, die Rekonstruktionen auf das gesamte Gebiet auszudehnen Känozoikum.

Das letzte Mal CO2 war so hoch wie heute vor drei Millionen Jahren, sagt Rae, und es habe genug Erwärmung bewirkt, um das gesamte Eis von Grönland und der Westantarktis zu schmelzen und den Meeresspiegel um etwa 60 Meter anzuheben.

„Es braucht Zeit, bis die globale Erwärmung CO . einholt2 Niveaus, aber die geologischen Aufzeichnungen zeigen uns, wohin wir gehen, wenn wir unsere Energie nicht sauberer beziehen“, sagt Rae.

Weitere Koautoren stammen von der University of St. Andrews, der University of South Hampton und der Eidgenössischen Technischen Hochschule.

Quelle: Texas A & M Universität

Über den Autor

Leslie Lee-Texas A&M

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Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Futurity

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