Op weinig plaatsen zijn de effecten van klimaatverandering meer uitgesproken dan op tropische pieken zoals de Kilimanjaro en de berg Kenia, waar eeuwenoude gletsjers zo goed als volledig zijn weggesmolten. Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek suggereert dat de toekomstige opwarming op deze pieken zelfs groter zou kunnen zijn dan klimaatmodellen momenteel voorspellen.

Onderzoekers onder leiding van een geoloog van de Brown University hebben de temperaturen van de afgelopen 25 jaar gereconstrueerd. 000 jaar op Mount Kenya, De op een na hoogste berg van Afrika na de Kilimanjaro. Het werk laat zien dat toen de wereld snel begon op te warmen vanaf de laatste ijstijd rond 18, 000 jaar geleden, de gemiddelde jaarlijkse temperaturen hoog op de berg stegen veel sneller dan in de omliggende gebieden dichter bij de zeespiegel. Op een hoogte van 10, 000 voet, de gemiddelde jaarlijkse temperatuur steeg met 5,5 graden Celsius van de ijstijd tot de pre-industriële periode, de studie vond, vergeleken met een opwarming van slechts ongeveer 2 graden op zeeniveau in dezelfde periode.

"Als we state-of-the-art klimaatmodellen terugdraaien in de tijd naar deze periode, ze onderschatten de temperatuurveranderingen op grote hoogte, " zei James Russel, een universitair hoofddocent bij de afdeling Aarde, Environmental and Planetary Sciences en een fellow bij het Instituut van Brown voor Milieu en Samenleving. "Dat houdt in dat de modellen in de toekomst op dezelfde manier de opwarming van de aarde kunnen onderschatten."

De studie, die Russell leidde met Shannon Loomis, zijn voormalige afgestudeerde student, wordt gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .

Temperatuurverschillen

Vragen onder wetenschappers over de invloed van de opwarming van de aarde op tropische grote hoogten dateren van ongeveer 30 jaar. In 1985, invloedrijk onderzoek door Brown-geoloog Warren Prell toonde aan dat vanaf de laatste ijstijd tot de pre-industriële periode, De temperatuur van het zeeoppervlak in de tropen steeg slechts een graad of twee. In de tussentijd, temperatuurregistraties geschat van tropische gletsjers op grote hoogte suggereerden veel meer dramatische opwarming op grote hoogte.

"De gemeenschap van klimaatmodellen dacht dat er iets mis moest zijn met een van deze temperatuurrecords, ’ zei Russel, "omdat de modellen gewoon niet zo'n groot verschil in opwarming tussen hoge en lage hoogten kunnen reproduceren."

Daaropvolgend werk heeft de schattingen van de zee-oppervlaktetemperatuur grotendeels bevestigd, maar er bleven vragen over de hoogtegegevens. Deze nieuwe studie had tot doel nieuwe, robuustere records op hoog niveau.

In het afgelopen decennium is Russell's co-auteur Jaap Damsté van de Universiteit van Utrecht en collega's hebben een nieuwe methode ontwikkeld om de temperatuur door de tijd te volgen door de overblijfselen van oude microben te bestuderen. specifiek, ze kijken naar organische verbindingen die GDGT's worden genoemd en die worden geproduceerd in microbiële celwanden. De chemische samenstelling van GDGT's is temperatuurgevoelig. Om GDGT's en celwanden in een stabiele en permeabele toestand te houden, microben veranderen de chemische samenstelling van GDGT's als reactie op temperatuurveranderingen. Russell en zijn team hebben de GDGT-samenstelling in meersedimenten nauwkeurig kunnen kalibreren met luchttemperaturen door de tijd heen.

"We dachten dat we deze nieuwe temperatuurproxy konden gebruiken om een ​​record van hoge temperatuur sinds de laatste ijstijd te creëren dat het van gletsjers afgeleide record bevestigt of weerlegt, ' zei Russel.

Voor de studie, Russell en zijn collega's keken naar sedimentkernen die van de bodem van Lake Rutundu waren genomen, een vulkanisch meer op Mount Kenya op een hoogte van ongeveer 10, 000 voet. De kernen behouden de handtekening van GDGT-chemie die teruggaat tot meer dan 25, 000 tot de ijstijd. De gegevens suggereerden dat de gemiddelde jaarlijkse temperaturen bij het Rutundu-meer met ongeveer 5,5 graden Celsius zijn gestegen sinds de laatste ijstijd - een cijfer dat consistent is met de vorige temperatuurproxy's op grote hoogte. In de tussentijd, temperatuurgegevens van twee meren dichter bij zeeniveau - het Tanganyikameer en het Malawimeer - suggereren veel bescheidener temperatuurveranderingen van respectievelijk ongeveer 3,3 graden en 2 graden.

Klimaatmodellen zijn in staat om de temperatuurveranderingen op lage hoogten te reproduceren, maar ze onderschatten de hoogteverandering met 40 procent, zegt Russel. Dat suggereert dat er iets mis is met de manier waarop de modellen veranderingen in de atmosferische vervalsnelheid simuleren - de snelheid waarmee de luchttemperatuur varieert met de hoogte.

"Alle klimaatmodellen berekenen een vervalpercentage - het is een integraal onderdeel van de output van het model, Russell zei. "Wat dit werk laat zien, is dat er een probleem is met de manier waarop de modellen die berekening maken."

Gevolgen voor toekomstige klimaatverandering

Het is moeilijk om precies te diagnosticeren wat dat probleem is, Russel zegt, maar het heeft waarschijnlijk iets te maken met de manier waarop modellen de atmosferische waterdampinhoud behandelen. Het waterdampgehalte is de sterkste controlerende factor bij het bepalen van de vervalsnelheid (vochtige lucht koelt langzamer af met de hoogte).

"We zouden beweren dat er waarschijnlijk een probleem is in de waterdampconcentraties en daarom de feedback, ' zei Russel.

Wat de oorzaak van het probleem ook is, de gevolgen voor tropische bergen kunnen aanzienlijk zijn. De modellen missen in het verleden bijna de helft van de temperatuurverandering op grote hoogte, en ze onderschatten mogelijk ook toekomstige veranderingen.

"Dit zijn zeer kwetsbare ecosystemen met een buitengewone biodiversiteit en unieke omgevingen zoals tropische gletsjers, " zei Russell. "Onze resultaten suggereren dat de toekomstige opwarming in deze omgevingen extremer zou kunnen zijn dan we voorspellen."