millennia geleden, oude boeren maakten land vrij om tarwe en maïs te planten, aardappelen en pompoen. Ze overstroomden velden om rijst te verbouwen. Ze begonnen vee te fokken. En onbewust, ze hebben mogelijk het klimaat van de aarde fundamenteel veranderd.

Een studie gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten levert nieuw bewijs dat oude landbouwpraktijken hebben geleid tot een toename van de atmosferische uitstoot van de warmtevasthoudende gassen kooldioxide en methaan - een stijging die sindsdien is doorgegaan, in tegenstelling tot de trend op enig ander moment in de geologische geschiedenis van de aarde.

Het laat ook zien dat zonder deze menselijke invloed, aan het begin van de industriële revolutie, de planeet zou waarschijnlijk op weg zijn naar een nieuwe ijstijd.

"Als er geen vroege landbouw was geweest, Het klimaat op aarde zou vandaag aanzienlijk koeler zijn, " zegt hoofdauteur, Stephen Vavrus, een senior wetenschapper aan het University of Wisconsin-Madison Center for Climatic Research in het Nelson Institute for Environmental Studies. "De oude wortels van de landbouw produceerden genoeg koolstofdioxide en methaan om het milieu te beïnvloeden."

De bevindingen zijn gebaseerd op een geavanceerd klimaatmodel dat onze huidige geologische tijdsperiode vergeleek, het Holoceen genoemd, tot een vergelijkbare periode 800, 000 jaar geleden. Ze tonen de vroegere periode, genaamd MIS19, was wereldwijd al 2,3 graden Fahrenheit (1,3 C) koeler dan de equivalente tijd in het Holoceen, rond het jaar 1850. Dit effect zou sterker zijn geweest in het noordpoolgebied, waar het model laat zien dat de temperaturen 9 tot 11 graden Fahrenheit kouder waren.

Met behulp van klimaatreconstructies op basis van ijskerngegevens, het model toonde ook aan dat terwijl MIS19 en het Holoceen begonnen met vergelijkbare kooldioxide- en methaanconcentraties, MIS19 zag een algemene gestage daling van beide broeikasgassen terwijl het Holoceen van richting veranderde 5, 000 jaar geleden, tegen 1850 piekconcentraties van beide gassen bereikten. De onderzoekers sneden het model opzettelijk af aan het begin van de industriële revolutie, toen bronnen van uitstoot van broeikasgassen veel talrijker werden.

Voor het grootste deel van de 4,5 miljard jaar oude geschiedenis van de aarde, het klimaat is grotendeels bepaald door een natuurlijk fenomeen dat bekend staat als Milankovitch-cycli, periodieke veranderingen in de vorm van de baan van de aarde rond de zon - die fluctueert van meer cirkelvormig naar meer elliptisch - en de manier waarop de aarde wiebelt en kantelt om zijn as.

Astronomen kunnen deze cycli met precisie berekenen en ze kunnen ook worden waargenomen in de geologische en paleo-ecologische records. De cycli beïnvloeden waar het zonlicht op de planeet wordt verspreid, wat leidt tot koude ijstijden of ijstijden, evenals warmere interglaciale perioden. De laatste ijstijd eindigde ongeveer 12, 000 jaar geleden en de aarde bevindt zich sindsdien in het Holoceen, een interglaciale periode. Het Holoceen en MIS19 delen vergelijkbare Milankovitch-cycluskenmerken.

Alle andere interglaciale perioden die wetenschappers hebben bestudeerd, inclusief MIS19, beginnen met hogere niveaus van koolstofdioxide en methaan, die in de loop van duizenden jaren geleidelijk afnemen, wat leidt tot koelere omstandigheden op aarde. uiteindelijk, omstandigheden afkoelen tot een punt waar de ijstijd begint.

Vijftien jaar geleden, studie co-auteur William Ruddiman, emeritus paleoklimatoloog aan de Universiteit van Virginia, bestudeert methaan en koolstofdioxide dat tienduizenden jaren in het Antarctische ijs vastzat, toen hij iets ongewoons opmerkte.

"Ik merkte dat de methaanconcentraties begonnen af ​​te nemen met ongeveer 10, 000 jaar geleden en keerde toen richting 5, 000 jaar geleden en ik merkte ook op dat kooldioxide ook begon af te nemen rond 10, 000 jaar geleden en toen ongeveer 7 van richting veranderd, 000 jaar geleden, "zegt Ruddiman. "Het waarschuwde me dat er iets vreemds was aan deze interglaciatie... de enige verklaring die ik kon bedenken is vroege landbouw, die broeikasgassen in de atmosfeer brachten en dat was het begin van alles."

Ruddiman noemde dit de vroege antropogene hypothese en er zijn onlangs een aantal onderzoeken naar voren gekomen die de aannemelijkheid ervan suggereren. Ze documenteren wijdverbreide ontbossing in Europa, beginnend rond 6, 000 jaar geleden, de opkomst van grote boerennederzettingen in China 7, 000 jaar geleden, plus de verspreiding van rijstvelden - robuuste bronnen van methaan - in heel Noordoost-Azië met 5, 000 jaar geleden.

Ruddiman en anderen hebben ook gewerkt om de hypothese te testen. Hij heeft samengewerkt met Vavrus, een expert in klimaatmodellering, gedurende vele jaren en hun nieuwste studie gebruikte het Community Climate System Model 4 om te simuleren wat er in het Holoceen zou zijn gebeurd als er geen menselijke landbouw was geweest. Het biedt een hogere resolutie dan klimaatmodellen die het team eerder heeft gebruikt en biedt nieuwe inzichten in de fysieke processen die ten grondslag liggen aan ijstijd.

Bijvoorbeeld, in een simulatie van MIS19, ijstijd begon met sterke afkoeling in het noordpoolgebied en daaropvolgende uitbreiding van zee-ijs en het hele jaar door sneeuwbedekking. Het model toonde dit begin in een gebied dat bekend staat als de Canadese archipel, waaronder Baffin Island, waar de zomertemperaturen met meer dan 5 graden Fahrenheit daalden.

"Dit komt overeen met geologisch bewijs, ’ zegt Vavrus.

Vandaag, het noordpoolgebied warmt op. Maar voordat we oude boeren prijzen omdat ze een wereldwijde kilte afweren, Vavrus en Ruddiman waarschuwen dat deze fundamentele wijziging van onze wereldwijde klimaatcyclus onbekend terrein is.

"Mensen zeggen dat (ons werk) de verkeerde boodschap stuurt, maar de wetenschap brengt je waar ze je brengt, " zegt Vavrus. "De dingen zijn nu zo ver uit de hand, de laatste 2, 000 jaar zijn zo buiten de natuurlijke grenzen geweest, we zijn zo ver voorbij wat natuurlijk is."

De realiteit is, we weten niet wat er daarna gebeurt. En gletsjers hebben lange tijd gediend als de belangrijkste bron van zoet water op aarde.

"Er is redelijk goede overeenstemming in de gemeenschap van klimaatwetenschappers dat we de volgende ijstijd voor lang hebben gestopt, nabije toekomst, want zelfs als we zouden stoppen met het in de atmosfeer brengen van kooldioxide, wat we nu hebben zou blijven hangen, " zegt Ruddiman. "Het fenomenale feit is, we hebben misschien de grote cyclus van het klimaat op aarde gestopt en zitten vast in een warmer en warmer en warmer interglaciaal."