CO ₂ Het niveau van broeikasgassen in de atmosfeer is vandaag waarschijnlijk hoger dan ooit tevoren in de afgelopen 3 miljoen jaar. Gedurende deze periode, de wereldgemiddelde temperaturen zijn nooit meer dan 2 graden Celsius hoger geweest dan het pre-industriële niveau. Het onderzoek is gebaseerd op baanbrekende computersimulaties van het begin van de ijstijd in het klimaat van de aarde in het verleden.

Voor de eerste keer, een team van wetenschappers is erin geslaagd een computersimulatie te gebruiken die past bij de sedimentgegevens van de oceaanbodem over de klimaatevolutie gedurende deze periode. IJstijd begin, vandaar het begin van de glaciale cycli van koud naar warm en terug, de studie onthult, werd vooral veroorzaakt door een daling van de CO ₂ niveaus. Maar vandaag, het is de toename van broeikasgassen als gevolg van de verbranding van fossiele brandstoffen die onze planeet fundamenteel verandert, de analyse bevestigt verder. De wereldgemiddelde temperaturen hebben de afgelopen 3 miljoen jaar nooit meer dan 2 graden Celsius boven het pre-industriële niveau de studie laat zien - terwijl het huidige inactiviteit van het klimaatbeleid, indien voortgezet, al in de komende 50 jaar de grens van 2 graden zou overschrijden.

Veranderingen in CO ₂ niveaus waren een belangrijke drijfveer van de ijstijden

"We weten uit de analyse van sedimenten op de bodem van onze zeeën over oceaantemperaturen en ijsvolumes in het verleden, maar tot nu toe is de rol van CO ₂ veranderingen in het vormgeven van de glaciale cycli is niet volledig begrepen, " zegt Matteo Willeit van het Potsdam Institute for Climate Impact Research, hoofdauteur van de studie die nu is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang . "Het is een doorbraak die we nu in computersimulaties kunnen laten zien dat veranderingen in CO ₂ niveaus waren een belangrijke aanjager van de ijstijden, samen met variaties van hoe de aarde rond de zon draait, de zogenaamde Milankovitch-cycli. Dit zijn eigenlijk niet zomaar simulaties:we vergeleken onze resultaten met de harde data uit de diepzee, en ze blijken het goed met elkaar eens te zijn. Onze resultaten impliceren een sterke gevoeligheid van het aardsysteem voor relatief kleine variaties in atmosferische CO ₂ . Hoe fascinerend dit ook is, het is ook zorgwekkend."

Het bestuderen van het verleden van de aarde en haar natuurlijke klimaatvariabiliteit is de sleutel tot het begrijpen van mogelijke toekomstige paden van de mensheid. "Het lijkt erop dat we onze thuisplaneet nu voorbij alle klimatologische omstandigheden duwen die we gedurende de hele huidige geologische periode hebben ervaren, het Kwartair, ", zegt Willeit. "Een periode die bijna 3 miljoen jaar geleden begon en de menselijke beschaving pas op 11 begon, 000 jaar geleden. Dus, de moderne klimaatverandering die we zien is groot, echt groot; zelfs volgens de normen van de geschiedenis van de aarde."

Leren van het verleden van de aarde om de toekomst te begrijpen

Voortbouwend op eerder onderzoek bij PIK, de onderzoekers reproduceerden de belangrijkste kenmerken van natuurlijke klimaatvariabiliteit in de afgelopen paar miljoen jaar met een efficiënt numeriek model - een computersimulatie gebaseerd op astronomische en geologische gegevens en algoritmen die de fysica en chemie van onze planeet vertegenwoordigen. De simulatie werd alleen aangedreven door bekende veranderingen in de manier waarop de aarde om de zon draait, de zogenaamde orbitale cycli, en verschillende scenario's voor langzaam variërende randvoorwaarden, namelijk CO ₂ uitgassen van vulkanen. De studie keek ook naar veranderingen in de sedimentverdeling van het aardoppervlak, omdat ijskappen gemakkelijker glijden op grind dan op gesteente. Het heeft ook de rol van atmosferisch stof verklaard, waardoor het ijsoppervlak donkerder wordt en daardoor bijdraagt ​​aan het smelten.

"Het feit dat het model de belangrijkste kenmerken van de waargenomen klimaatgeschiedenis kan reproduceren, geeft ons vertrouwen in ons algemene begrip van hoe het klimaatsysteem werkt, " zegt co-auteur Andrey Ganopolski, auteur van verschillende eerdere baanbrekende studies waarop de nieuwe analyse nu voortbouwt. "De simulaties die we ontwikkelen moeten eenvoudig genoeg zijn om duizenden rekenruns van vele duizenden jaren mogelijk te maken, en toch de kritieke factoren die ons klimaat sturen in kaart te brengen. Dit is wat we hebben bereikt. En het bevestigt hoe buitengewoon belangrijke veranderingen in CO ₂ niveaus zijn voor het klimaat op aarde."