Monsters van rotskernen uit een periode van miljoenen jaren geleden opwarming wijzen erop dat de bodem heeft bijgedragen aan een snelle stijging van het broeikasgas in de atmosfeer en suggereren dat moderne klimaatmodellen het vermogen van de aarde om toekomstige opwarming te verminderen, kunnen overschatten. volgens een internationaal team van wetenschappers.

Onderzoekers ontdekten een drastische daling van organisch materiaal bewaard in secties van kernmonsters van het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum (PETM), een opwarming van de aarde 55,5 miljoen jaar geleden die wordt beschouwd als de beste analoog voor moderne klimaatverandering.

De bevindingen, volgens de onderzoekers suggereren dat oude bodems van een plek in het moderne Wyoming fungeerden als een bron van atmosferische kooldioxide, het uitstoten van het broeikasgas in de atmosfeer, en geen gootsteen, koolstof op te vangen en ondergronds op te slaan.

De onderzoekers zeiden dat dit wereldwijde klimaatmodellen zou kunnen betekenen, die verwachten dat de bodem een ​​gootsteen is, kan het vermogen van terrestrische ecosystemen om de gevolgen van klimaatverandering te verminderen, overschatten. Echter, aanvullende studies zijn nodig om te zien hoe bodems reageerden op PETM in andere delen van de wereld, ze zeiden.

"We zien de hoeveelheid koolstof drastisch dalen, in orde van grootte, tijdens dit PETM-evenement, " zei Allison Baczynski, een postdoctoraal wetenschapper in geowetenschappen aan Penn State en hoofdauteur van het onderzoek. "Dus tenminste in Wyoming, mijn gegevens suggereren dat bodems als bron fungeerden, geen gootsteen, voor kooldioxide, die nieuwe informatie zou kunnen opleveren als we proberen te achterhalen waar ons klimaat naartoe gaat."

Het team rapporteerde hun bevindingen in het tijdschrift Paleoceanografie en paleoklimatologie . Katherine Freeman, Evan Pugh Universiteitshoogleraar Geowetenschappen, en Baczynski's adviseur, is co-auteur.

de kernen, geboord in 2011 in het Bighorn Basin in Wyoming, zijn de eerste terrestrische kernmonsters van het PETM. De wetenschappers ontdekten dat de monsters minder organisch materiaal bevatten dan verwacht, maar, destijds, het team ontbrak tools met voldoende gevoeligheid om specifieke biomarkers te meten.

Baczynski besteedde delen van vier jaar aan het verbeteren van de gevoeligheid van de apparatuur met twee ordes van grootte, en met behulp van dat gereedschap, het team verzamelde het eerste biomarkerrecord van het PETM uit terrestrische kernmonsters.

"Voorafgaand aan het verbeteren van de gevoeligheid, we hadden koolstofisotoopwaarden van voor en na de PETM, maar niets tijdens "Zei Baczynski. "We waren in staat om die leemte in deze studie op te vullen."

De onderzoekers ontdekten dat het 130-voetgedeelte waarvan zij denken dat het het PETM vertegenwoordigt, het laagste gewicht aan totale koolstof en biomarkers van elk deel van de kern had.

"In ieder geval in het Bighorn Basin, het lijkt erop dat hoge PETM-temperatuur, seizoensgebonden intense neerslag, of een combinatie, versnelde afbraaksnelheid van organisch materiaal, zodat ze de productiviteit van planten overtroffen en uiteindelijk resulteerden in verminderde organische koolstof in de bodem tijdens het PETM, ' zei Baczynski.

Het PETM wordt gekenmerkt door wereldwijde temperatuurstijgingen, van ongeveer 9 tot 15 graden Fahrenheit, en een snelle toename van kooldioxide in de atmosfeer. De kooldioxide uit deze tijd heeft een unieke isotopensignatuur, en wetenschappers kunnen het identificeren in fossielen van bomen en planten die de koolstof hebben geabsorbeerd.

De wetenschappers ontdekten dat het PETM-gedeelte van de kern geen bewijs van dit proces had. Met behulp van de nieuwe tool, en het vergelijken van monsters met nabijgelegen ontsluitingen, wetenschappers geloven dat tot 40 procent van de kern kan zijn samengesteld uit oudere fossiele koolstof die dateert van vóór de PETM. Het gebied was ooit een uiterwaarden, en rivieren kunnen de oudere koolstof hebben vervoerd en afgezet, zeiden wetenschappers.

Baczynski zei dat het instrument dat ze ontwikkelde zal helpen bij soortgelijk fossielonderzoek en dat het boarder-toepassingen heeft om materialen met een laag koolstofgehalte te bestuderen. zoals buitenaardse monsters die ooit van Mars zouden kunnen komen.