Onze toekomst op aarde kan ook ons ​​verleden zijn. In een studie gepubliceerd op maandag (10 december, 2018) in de Proceedings van de National Academy of Sciences , onderzoekers tonen aan dat mensen een afkoelingstrend op lange termijn omkeren die minstens 50 miljoen jaar teruggaat. En het heeft slechts twee eeuwen geduurd.

Tegen 2030, Het klimaat op aarde zal naar verwachting lijken op dat van het midden van het Plioceen, meer dan 3 miljoen jaar terug in de geologische tijd. Zonder vermindering van onze uitstoot van broeikasgassen, onze klimaten tegen 2150 zouden kunnen vergelijken met het warme en grotendeels ijsvrije Eoceen, een tijdperk dat de wereld 50 miljoen jaar geleden kenmerkte.

"Als we aan de toekomst denken in termen van het verleden, waar we heen gaan is onbekend terrein voor de menselijke samenleving, " zegt de hoofdauteur van de studie, Kevin Burke, die het werk uitvoerde terwijl een afgestudeerde student in het lab van paleoecoloog John "Jack" Williams, hoogleraar geografie aan de Universiteit van Wisconsin-Madison. "We zijn op weg naar zeer dramatische veranderingen over een extreem snel tijdsbestek, het omkeren van een planetaire afkoelingstrend in een kwestie van eeuwen."

Alle soorten op aarde hadden een voorouder die het Eoceen en het Plioceen overleefde, maar of de mens en de flora en fauna die we kennen zich aan deze snelle veranderingen kunnen aanpassen, valt nog te bezien. De versnelde veranderingssnelheid lijkt sneller te zijn dan alles wat het leven op aarde ooit heeft meegemaakt.

De nieuwe studie bouwt voort op het werk dat Williams en collega's voor het eerst publiceerden in 2007, die toekomstige klimaatprojecties vergeleek met historische klimaatgegevens uit het begin van de 20e eeuw. De nieuwe studie is gebaseerd op uitgebreide gegevens over klimaatomstandigheden om veel dieper in het geologische verleden van de aarde te graven en die vergelijkingen uit te breiden.

"We kunnen het verleden als maatstaf gebruiken om de toekomst te begrijpen, die zo anders is dan alles wat we in ons leven hebben meegemaakt, ", zegt Williams. "Mensen vinden het moeilijk om te voorspellen hoe de wereld er over vijf of tien jaar uit zal zien. Dit is een hulpmiddel om dat te voorspellen - hoe we die paden bewandelen, en het gebruik van diepe geologische analogen uit de geschiedenis van de aarde om na te denken over veranderingen in de tijd."

Tijdens het Eoceen, De continenten van de aarde waren dichter op elkaar gepakt en de mondiale temperaturen waren gemiddeld 23,4 graden Fahrenheit (13 graden Celsius) warmer dan nu. Dinosaurussen waren onlangs uitgestorven en de eerste zoogdieren, zoals voorouderlijke walvissen en paarden, verspreidden zich over de hele wereld. Het noordpoolgebied werd bezet door moerassige bossen zoals die tegenwoordig in het zuiden van de VS worden gevonden.

In het Plioceen, Noord- en Zuid-Amerika kwamen tektonisch samen, het klimaat was droog, landbruggen zorgden ervoor dat dieren zich over continenten konden verspreiden en de Himalaya gevormd. De temperaturen waren tussen de 3,2 en 6,5 graden Fahrenheit (1,8 tot 3,6 graden Celsius) warmer dan nu.

Voor de studie, Burke en Williams - samen met collega's van de Universiteit van Bristol, Universiteit van Colombia, Universiteit van Leiden, NASA Goddard Institute for Space Studies en het National Center for Atmospheric Research - onderzochten de overeenkomsten tussen toekomstige klimaatprojecties zoals uiteengezet door het vijfde beoordelingsrapport van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering en verschillende perioden uit de geologische geschiedenis.

Deze omvatten het vroege Eoceen, het midden-Plioceen, het laatste interglaciaal (129 tot 116 duizend jaar geleden), het midden-Holoceen (6, 000 jaar geleden), het pre-industriële tijdperk (vóór 1850 na Christus) en het begin van de 20e eeuw.

Ze gebruikten representatieve concentratieroute 8.5 (RCP8.5), dat een toekomstig klimaatscenario vertegenwoordigt waarin we de uitstoot van broeikasgassen niet verminderen, en RCP4.5, een scenario waarin we de uitstoot van broeikasgassen matig verminderen, en klimaatsimulaties met behulp van drie verschillende maar gevestigde modellen:het Hadley Center Coupled Model versie 3, het Goddard Institute for Space Studies Model E2-R en het Community Climate System Model.

Hoewel niet zonder hun gebreken, elk van deze modellen vertegenwoordigt de best beschikbare data en state-of-the-art technieken.

In beide scenario's en in elk model, vergeleken met vorige tijdperken, het klimaat op aarde leek het meest op het midden van het Plioceen in 2030 (onder RCP8.5) of 2040 (onder RCP4.5). In het scenario voor stabilisatie van broeikasgassen van RCP4.5, het klimaat stabiliseert dan bij midden-Plioceen-achtige omstandigheden, maar onder de hogere uitstoot van broeikasgassen van RCP8.5, het klimaat blijft opwarmen totdat het in 2100 op het Eoceen begint te lijken, het bereiken van Eoceen-achtige omstandigheden breder tegen 2150.

De modellen toonden aan dat deze diepgeologische klimaten eerst vanuit het centrum van continenten opkwamen en vervolgens in de loop van de tijd naar buiten toe uitbreidden. Temperaturen stijgen, neerslag neemt toe, ijskappen smelten en klimaten worden gematigd in de buurt van de polen van de aarde.

"Madison (Wisconsin) warmt meer op dan Seattle (Washington), ook al bevinden ze zich op dezelfde breedtegraad, Williams legt uit. "Als je leest dat de wereld deze eeuw naar verwachting met 3 graden Celsius zal opwarmen, in Madison moeten we verwachten dat we het wereldwijde gemiddelde ongeveer verdubbelen."

De studie toonde ook aan dat onder RCP8.5, "nieuwe" klimaten ontstaan ​​op bijna 9 procent van de planeet. Dit zijn omstandigheden die geen geologisch of historisch precedent hebben en ze concentreren zich in Oost- en Zuidoost-Azië, Noord-Australië en de kustgebieden van Amerika.

"Op basis van observatiegegevens, we volgen aan de bovenkant van de emissiescenario's, maar het is te vroeg om te zeggen, " zegt Burke. "Misschien zitten we ergens tussen RCP4.5 en RCP8.5, maar als we onze inspanningen op het gebied van klimaatmitigatie vergroten, zoals overschakelen op hernieuwbare energie, zouden we dichter bij de lage kant kunnen komen."

Ongeveer een decennium geleden, De Zweedse wetenschapper Johan Rockström en collega's introduceerden het idee van "veilige werkruimte, " verwijzend naar de klimaatomstandigheden waaronder moderne agrarische samenlevingen zich ontwikkelden. Door te vergelijken met het diepe verleden, Williams en Burke zeggen, we zijn in staat om de planetaire grenzen en drempels die deze ruimte afbakenen beter te begrijpen.

"Hoe verder we van het Holoceen komen, hoe groter het potentieel dat we uit de veilige werkruimte komen, " zegt Willems, een faculteit aangesloten bij het UW-Madison Nelson Institute Center for Climatic Research. "In de ongeveer 20 tot 25 jaar dat ik in het veld werk, we zijn gegaan van de verwachting dat klimaatverandering zal plaatsvinden, om de effecten op te sporen, en nu, we zien dat het schade aanricht. Mensen gaan dood, eigendommen worden beschadigd, we zien verhevigde branden en verhevigde stormen die kunnen worden toegeschreven aan klimaatverandering. Er zit meer energie in het klimaatsysteem, leidt tot meer intense gebeurtenissen."

In hun krant de onderzoekers proberen een balans te vinden tussen alarm en optimisme. Aan de ene kant, De aarde gaat het onbekende tegemoet tijdens het leven van onze kinderen en kleinkinderen. Op de andere, het leven heeft lang bewezen veerkrachtig te zijn. En, Williams zegt, op veel plaatsen stappen we over van fossiele brandstoffen naar meer duurzame en koolstofvrije energiebronnen. Maar er moet meer gebeuren.

"We hebben grote dingen zien gebeuren in de geschiedenis van de aarde - nieuwe soorten evolueerden, het leven blijft bestaan ​​en soorten overleven. Maar veel soorten zullen verloren gaan, en we leven op deze planeet, ", zegt Williams. "Dit zijn dingen om je zorgen over te maken, dus dit werk wijst ons op hoe we onze geschiedenis en de geschiedenis van de aarde kunnen gebruiken om de veranderingen van vandaag te begrijpen en hoe we ons het beste kunnen aanpassen."