Як стабілізується наш теплий клімат? Вчені дивляться в далеке минуле

Завдяки різким викидам парникових газів наша планета збирає кліматичний варіант монстра доктора Франкенштейна. Ми все ще маємо лід з теплих частин Льодовикового періоду, навіть коли наша температура наближається до вищої пліоцен рівні 3 мільйони років тому. А тим часом наші партнери₂ Рівень між Льодовиковим періодом і муцин 10 мільйонів років тому ми ризикуємо еоцен Теплиця, яку ми не бачили 40 мільйонів років.

У якийсь момент це аномальне злиття асиметричних частин клімату повинно перейти до нової рівноваги, але коли що чи що Гол? Як виглядає цей баланс? Багато з цього повертається до нас на основі того, як швидко ми досягаємо нульових викидів парникових газів. Але це також залежить від нашої планети – наскільки вона «чутлива» до парникових газів і як швидко реагує на зміни.

Відкриття чутливості нашої планети до парникових газів стало «святим Граалем» для вчених З сімдесятих роківАле вона вперто наполягала Протидіяти спробам стримати його. Найкраще, що ми можемо зробити, це широкий діапазон: підігрів від 1,5° до 4,5°C у випадку вуглекислого газу₂ Подвійні рівні. Це величезний температурний діапазон, і ми Швидше за все, подвоїться Доіндустріальна компанія₂ Рівні в цьому столітті Навіть коли ми хочемо уникнути потепління вище 2°C, звуження цього діапазону стане ключем до розуміння того, як буде виглядати наш клімат, подібний до Франкенштейна, коли він увійде в нову рівновагу.

Ми залишили епоху голоцену позаду

Частково невизначеність полягає в тому, що наші записи інструментів так мало фіксують холодний клімат, який ми залишаємо. До 2100 року ми на шляху до глобальних температур між ~2,7°C і 3,6°C Тепліше, ніж доіндустріальне. Це набагато тепліше, ніж весь голоцен, геологічний період від останнього айсберга, коли людське суспільство процвітало завдяки сільському господарству, містам і промисловості.

Доктор Джессіка Тірні з Університету Арізони сказала мені: «Ми говоримо про потепління на рівні з пліоценом, але в CO.₂ Рівні, які… які перенесуть нас далеко назад у часі… напевно [the] Теплий період міоцену.

У пліоцені були й наші предки австралопітеки Вона ще не повністю віддалася життю поза деревами. Більшої частини льоду, який зараз знаходиться в Гренландії та Західній Антарктиді, не було, а рівень моря був між ними П’ять і 25 метрів ніж у 1900 р. В муцин, для нас Предки ще були мавпамиЦе може бути рівень моря 48 метрів вищеІ частини Антарктиди були родючими ліси.

«Древній клімат – це наш єдиний контекст для того, як виглядає теплий світ», – сказав Тірні. «Ми просимо наші моделі змоделювати це для нас, але якщо ми хочемо знати, що насправді відбувається у зростанні CO₂ світ, ми повинні шукати приклади в минулому».

Занурити палець ноги в стародавні моря

Для цього спочатку потрібно виміряти давні температури і вуглекислий газ₂ рівнів.

Так як немає термометрів або інфрачервоний спектрофотометр У той час вчені використовували непрямі вимірювання, або «проксі», тобто елементи, які змінюють свій хімічний, ізотопний або фізичний склад пропорційно змінам температури та вуглекислого газу.₂ рівні або навіть опади. там Багато таких агентів на вибір, починаючи від вульгарного (пропорції різних елементів і ізотопів) до дивного (пісуаривосковий папір луски молі, і пори листя).

Кожен агент відкалібрований, щоб забезпечити перетворення на відповідні кліматичні значення, такі як температура, вуглекислий газ₂система опадів тощо. Ці калібрування часто далекі від простого, тому проксі, як правило, вважалися занадто невизначеними та шумними, щоб обмежувати значення кліматичної чутливості занадто сильно. Але це змінилося.

Наприклад, оцінки температур в еоцені сильно відрізнялися. Очевидно, це був один із найспекотніших періодів в історії планети, з умовами, які, як вважають, відповідають нашому екстремальному та малоймовірно гіршому майбутньому, і високими викидами. Проте оцінки того, наскільки сильно потепління від доіндустріальної епохи, сильно відрізняються від Від 9 до 23 градусів тепла. Невідповідність між проксі, методами та часовими рамками додає шуму.

Для вирішення цих проблем створено кілька проектів. В одному прикладі доктор Гордон Інгліс з Університету Саутгемптона за допомогою своїх колег обережно Куратор і аналіз великої групи Від агентів із розумним глобальним покриттям. «Ми розглянули кілька методів (вперше) і застосували їх до одного і того ж набору даних (вперше)», — сказав Інгліс по електронній пошті минулого року. «Це дозволяє порівняти методи».

Оцінки команди щодо ранніх температур еоцену показують, що ця ера була на 10-16 градусів Цельсія теплішою, ніж доіндустріальна епоха. Ця оцінка є більш надійною та точною, ніж раніше, що дозволяє вченим оцінити чутливість до клімату нашого часу при 3,1°C потепління на вуглекислий газ.₂ Подвійно, перевірте значення в Останній звіт IPCC. Але суворий підхід команди висвітлив деякі проблеми. Морський температурний агент на основі мікробних ліпідів під назвою “TEX86, “наприклад, мають тенденцію виділяти тепліші температури, ніж інші агенти, а також деякі дикі агенти (скам’янілості листя, пилок і названі хімічні речовини”)Розгалуження ГДГТ«від ґрунтових бактерій та торфу) до максимуму, коли температура навколишнього середовища становить приблизно 25°-30°C.

«Якщо ми виключимо наземні дані… ми отримаємо набагато вищі оцінки температури», – пояснив Інгліс.

Дані транспортного агента часто вимірюються з малого Трупи планктону тільки в цьому 0,01 міліметра (0,004 дюйма) завширшки. Ізотопи кисню в планктоні говорять нам, при якій температурі морської води жив планктон, але ці ізотопи могли змінюватися в своїх осадових могилах за мільйони років до того, як вони були відібрані.

Ця проблема мучила ранні роботи, які припускали, що в минулому теплому кліматі тропіки були такими ж холодними, як і сьогодні. Виявилося, що ізотопи цих маленьких скелетів були скинуті після смерті холодними підземними водами, тому вчені тепер використовують лише оригінальні тіла, які швидко були закопані в бруд, ізолюючи воду.

Іншим разом протиріччя між різними лабораторіями Вони заглушили кліматичний сигнал, тому вчені встановили стандартні еталонні хімічні речовини, щоб гарантувати, що лабораторії мають послідовний базовий рівень. Це зменшило невизначеність стародавнього CO₂ Вимірювання на основі ізотопів бору У порядку розміру. Тим часом все частіше чутливі інструменти Це дозволило отримати кращі результати з менших зразків і відкрило двері для нових, потужніших технологій.

Ці зусилля принесли архаїчний клімат («архаїчний клімат») і Нарівні з іншими доказами Оскільки вчені прагнуть звузити невизначеність клімату для нашого майбутнього. Професор Ден Лунт з Брістольського університету сказав мені: «Ці давні періоди часу будуть дуже потужним інструментом, який дозволить нам точно налаштувати наші моделі».