تيرني و. ال.
في دراسة نشرت في PNASأنتجت الأستاذة بجامعة أريزونا جيسيكا تيرني وزملاؤها خرائط عالمية شاملة للاحترار الناجم عن الكربون الذي حدث في العصر الباليوسيني الأيوسيني الحراري الأقصى (PETM) قبل 56 مليون سنة.
على الرغم من وجود بعض أوجه التشابه بين فترة بيتم (PETM) مع الاحترار الحالي ، فإن العمل الجديد يتضمن بعض النتائج غير المتوقعة – الاستجابة المناخية لثاني أكسيد الكربون2 ثم كان أعلى مرتين من أفضل تقدير حالي للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC). لكن التغييرات في أنماط هطول الأمطار وتضخيم الاحترار في القطبين كانت متوافقة بشكل ملحوظ مع الاتجاهات الحديثة ، على الرغم من كونها عالمًا مختلفًا تمامًا في ذلك الوقت.
عالم مختلف
كان سبب ارتفاع درجة حرارة PETM هو الإطلاق الجيولوجي السريع لـ كو2بشكل رئيسي من أ تشنج الصهارة في عباءة الأرض حيث توجد أيسلندا الآن. غزت الصهارة الرواسب الغنية بالنفط في شمال المحيط الأطلسي ، وغلي ثاني أكسيد الكربون2 والميثان. استغرق الأمر درجة حرارة كانت بالفعل ساخنة ومرتفعة في ثاني أكسيد الكربون2 المناخ وجعله أكثر دفئًا لعشرات الآلاف من السنين ، مما تسبب في ذلك مخلوقات أعماق البحار و بعض النباتات الاستوائية إلى الانقراض. تطورت الثدييات الأصغروكان هناك الكثير الهجرات عبر القارات التماسيح والمخلوقات الشبيهة بفرس النهر و أشجار النخيل ازدهرت جميعها على بعد 500 ميل فقط من القطب الشمالي ، و القطب الجنوبي كانت خالية من الجليد.
مع ارتفاع درجة حرارة مناخنا ، العلماء البحث أكثر وأكثر في المناخات الماضية للحصول على لمحة ، لكن ما يعوقهم عدم اليقين في درجة الحرارة ، CO2 المستويات والتوقيت الدقيق للتغييرات – كان للعمل السابق على PETM درجة حرارة غير مؤكدة في حدود 8 ° إلى 10 ° C ، على سبيل المثال. الآن قام فريق تيرني بتقليل نطاق عدم اليقين هذا إلى 2.4 درجة مئوية فقط ، مما يدل على أن درجة حرارة بيتم قد ارتفعت درجة حرارتها بمقدار 5.6 درجة مئوية ، وهو تحسين عن التقدير السابق البالغ حوالي 5 درجات مئوية.
قال تيرني: “لقد تمكنا حقًا من خفض هذا التقدير مقارنة بالعمل السابق”.
قام الباحثون أيضًا بحساب ثاني أكسيد الكربون2 المستمدة من نظائر البورون المقاسة في قذائف العوالق الأحفورية قبل وأثناء فترة بيتم المشتقة من نظائر البورون. وجدوا CO2 كان حوالي 1120 جزء في المليون قبل فترة بيتم ، وانخفض إلى 2020 جزء في المليون في ذروته. للمقارنة ، CO قبل الصناعة2 كان 280 جزء في المليونونحن حاليا في حوالي 418 جزء في المليون. كان الفريق قادرًا على استخدام درجة الحرارة الجديدة وثاني أكسيد الكربون2 قيم لحساب مقدار ارتفاع درجة حرارة الكوكب استجابة لمضاعفة ثاني أكسيد الكربون2 أو “حساسية المناخ المتوازنة” في فترة بيتم.
حساسة للغاية
أفضل تقدير لـ IPCC لحساسية المناخ في عصرنا هو 3 درجات مئوية ، ولكن هذا يأتي مع قدر كبير من عدم اليقين – يمكن أن يكون أي شيء بين 2 درجة إلى 5 درجات مئوية– بسبب معرفتنا غير الكاملة بـ عائدات في نظام الأرض. إذا تبين أن الحساسية عند الطرف الأعلى ، فسنقوم بالتسخين أكثر لكمية معينة من الانبعاثات. وجدت دراسة تيرني أن حساسية المناخ لـ PETM تبلغ 6.5 درجة مئوية ، أي أكثر من ضعف أفضل تقدير للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ.
قال لي تيرني إن الرقم الأعلى ليس “مفاجئًا للغاية” لأنه البحث السابق أشار إلى استجابة الأرض لثاني أكسيد الكربون2 أقوى عند مستوى ثاني أكسيد الكربون الأعلى2 مستويات ماضي الأرض. لن تكون حساسيتنا للمناخ بهذه الدرجة: “لا نتوقع أن نشهد حساسية مناخية تبلغ 6.5 درجة مئوية غدًا” ، أوضح تيرني.
ومع ذلك ، فإن ورقتهم تشير إلى أننا إذا واصلنا زيادة ثاني أكسيد الكربون2 مستويات ، سوف تدفع استجابة درجة الحرارة لذلك CO2 أعلى. وقال تيرني: “قد نتوقع مستوى معينًا من زيادة حساسية المناخ في المستقبل القريب ، خاصة إذا أطلقنا المزيد من الغازات المسببة للاحتباس الحراري”.
رسم خرائط المناخ عن طريق “استيعاب البيانات”
تظهر الصورة الجديدة الأكثر وضوحًا من كيفية تعامل فريق تيرني مع المشكلة الدائمة للجيولوجيين: ليس لدينا بيانات عن كل مكان على هذا الكوكب. تقتصر البيانات الجيولوجية لـ PETM على المواقع التي يتم فيها الحفاظ على الرواسب من هذا العصر وإمكانية الوصول إليها ، عادةً عبر حفرة بئر أو نتوء بري. أي استنتاج بشأن شاملة يجب استقراء المناخ من نقاط البيانات المتناثرة هذه.
وعلق تيرني قائلاً: “إنها في الواقع مشكلة صعبة”. “إذا كنت تريد أن تفهم ما يحدث في الفضاء ، فمن الصعب فعل ذلك من البيانات الجيولوجية وحدها.” لذلك استعار تيرني وزملاؤه تقنية من التنبؤ بالطقس. قال تيرني: “ما يفعله علماء الأرصاد الجوية هو أنهم يديرون نموذجًا للطقس ، ومع تقدم اليوم ، يأخذون قياسات الرياح ودرجة الحرارة ، ثم يستوعبون ذلك في نموذجهم … ثم يعيدون تشغيل النموذج لتحسين التنبؤات”.
بدلاً من موازين الحرارة ، استخدم فريقه قياسات درجة الحرارة من بقايا الميكروبات والعوالق المحفوظة في رواسب عمرها 56 مليون عام. بدلاً من نموذج الطقس ، استخدموا نموذجًا مناخيًا له جغرافيا إيوسين ولا أغطية جليدية لمحاكاة المناخ قبل وفي ذروة حرارة PETM. قاموا بتشغيل النموذج عدة مرات ، وتغيير CO2 المستويات والتكوين المداري للأرض بسبب أوجه عدم اليقين في هذه. ثم استخدموا بيانات الميكروب والعوالق لاختيار المحاكاة التي تناسب البيانات بشكل أفضل.
“الفكرة حقًا هي الاستفادة من حقيقة أن نماذج المحاكاة مكتملة مكانيًا. لكنهم عارضات أزياء ، لذلك لا نعرف ما إذا كانوا على حق. وأوضح تيرني أن البيانات تعرف ما حدث ، لكنها ليست مكتملة من الناحية المكانية. “لذلك من خلال مزجها ، نحصل على أفضل ما في العالمين.”
لمعرفة مدى تطابق منتجهم الممزوج مع الواقع ، قاموا بمقارنته بالبيانات المستقلة المشتقة من حبوب اللقاح والأوراق ، ومن المواقع غير المدرجة في عملية المزج. قال تيرني: “لقد تطابقوا بشكل جيد للغاية ، وهو نوع من الدفء”.
قال الدكتور توم دانكلي جونز: “إن حداثة هذه الدراسة هي استخدام نموذج مناخي لتحديد أي حالة مناخية تتطابق بشكل صارم مع البيانات قبل وأثناء فترة بيتم ، مما يؤدي إلى أنماط تغير المناخ في جميع أنحاء العالم وتقدير أفضل لمتوسط تغير درجة الحرارة العالمية.” جامعة برمنجهام ، الذي لم يكن جزءًا من الدراسة.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”