Een natuurlijke opwarming van de aarde die 56 miljoen jaar geleden plaatsvond, werd bijna volledig veroorzaakt door vulkaanuitbarstingen die plaatsvonden toen Groenland zich afscheidde van Europa tijdens de opening van de Noord-Atlantische Oceaan, volgens een internationaal team van onderzoekers, waaronder Andy Ridgwell, een universiteit van Californië, Riverside hoogleraar aardwetenschappen.

De bevindingen, vandaag gepubliceerd in Natuur , de meer algemeen favoriete verklaring weerleggen dat de gebeurtenis, het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum (PETM) genoemd, werd veroorzaakt door het vrijkomen van koolstof uit sedimentaire reservoirs zoals bevroren methaan.

"Hoewel al lang wordt gesuggereerd dat PETM werd veroorzaakt door injectie van koolstof in de atmosfeer en de oceaan, het mechanisme is tot nu toe ongrijpbaar gebleven, "Zei Ridgwell. "Door geochemische metingen te combineren met een wereldwijd klimaatmodel dat mijn groep al meer dan tien jaar aan het ontwikkelen is, we hebben aangetoond dat deze gebeurtenis bijna volledig werd veroorzaakt door koolstofemissies uit het binnenste van de aarde."

Wetenschappers zijn geïnteresseerd in het bestuderen van oude opwarmingsgebeurtenissen om te begrijpen hoe de aarde zich gedraagt ​​​​wanneer het klimaatsysteem dramatisch wordt verstoord. Tijdens de PETM, atmosferische kooldioxide meer dan verdubbeld en de mondiale temperatuur steeg met 5 graden Celsius, een toename die vergelijkbaar is met de verandering die later volgende eeuw op de moderne aarde kan plaatsvinden. Hoewel er een aanzienlijke ecologische verstoring was tijdens de PETM, de meeste soorten waren in staat om uitsterven te voorkomen via aanpassing of migratie. Echter, de snelheid van koolstoftoevoeging tijdens het begin van het PETM duurde enkele duizenden jaren, zoals beschreven in een verwante Natuurcommunicatie papier door Sandra Kirtland Turner, een assistent-professor aardwetenschappen aan de UCR, terwijl de huidige klimaatverandering plaatsvindt op een tijdschaal van een eeuw.

Om de koolstofbron tijdens PETM te identificeren, de onderzoekers bestudeerden de overblijfselen van kleine zeedieren genaamd foraminiferen, waarvan de schelpen licht werpen op de omgevingsomstandigheden toen ze miljoenen jaren geleden leefden. Door de verschillende atoommassa's ('isotopen') van het element boor in de foraminiferenschillen te scheiden, ze volgden hoe de pH van zeewater veranderde tijdens de PETM. Door deze gegevens te combineren met het wereldwijde klimaatmodel van Ridgwell, het team leidde de hoeveelheid koolstof af die aan de oceaan en de atmosfeer werd toegevoegd en concludeerde dat vulkanische activiteit tijdens de opening van de Noord-Atlantische Oceaan de dominante kracht was achter de PETM.

"De hoeveelheid koolstof die in deze tijd vrijkwam, was enorm - meer dan 30 keer groter dan alle fossiele brandstoffen die tot nu toe zijn verbrand en gelijk aan alle huidige conventionele en onconventionele fossiele brandstofreserves die we mogelijk ooit zouden kunnen winnen." zei Ridgwell.

Een onverwachte bevinding was dat verbeterde begraving van organisch materiaal belangrijk was om uiteindelijk de vrijgekomen koolstof vast te leggen en het herstel van het ecosysteem van de aarde te versnellen zonder massale uitstervingen.

"Het bestuderen van PETM helpt ons de mechanismen te begrijpen die helpen bij het herstel van de opwarming van de aarde, daardoor onderzoekers helpen de onzekerheden rond de reactie van de aarde op de wereldwijde klimaatverandering te verminderen, " zei Ridgwell. "Hoewel het bemoedigend is dat de meeste ecosystemen zich tijdens de PETM konden aanpassen, de huidige mondiale temperatuur zou kunnen stijgen met een snelheid die te snel is voor planten en dieren om zich aan te passen."