Uitzoeken wat ons te wachten staat voor onze soort en onze planeet is een van de meest dringende en uitdagende taken voor klimaatwetenschappers. Hoewel modellen erg handig zijn, er gaat niets boven de geschiedenis van de aarde om details te onthullen over hoe oceanen, dieren, en planten reageren op en herstellen van een opwarmende wereld.

De twee meest recente grote opwarmingen van de aarde zijn bijzonder leerzaam en zorgwekkend, zeggen wetenschappers die woensdag nieuw onderzoek presenteren op de jaarlijkse bijeenkomst van de Geological Society of America.

Oude analogen

De twee voorbije klimaatcrises die vergelijkbaar zijn met die van vandaag, gebeurden 56 en 66 miljoen jaar geleden. De eerdere, de Krijt-Paleogeen grens (KPB) massa-extinctie, is berucht voor het beëindigen van de heerschappij van de dinosaurussen. De latere gebeurtenis, het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum (PETM) genoemd, was relatief minder ernstig, en geeft aanwijzingen over hoe de wereld kan herstellen van zulke moeilijke tijden.

"We hebben deze twee gekozen omdat ze de meest recente voorbeelden zijn van snelle klimaatopwarming en uitgebreid zijn bestudeerd, dus we hebben er meer informatie over. " zei Paula Mateo, een geoloog bij Caltech, die woensdag het onderzoek zal presenteren.

Beide oude gebeurtenissen van de opwarming van de aarde waren, zoals vandaag, veroorzaakt door het vrijkomen van broeikasgassen, ook wel bekend als koolstofemissies - in de atmosfeer. De bronnen in het verleden waren echter geen verbranding van fossiele brandstoffen, maar gerelateerd aan zeer grote en lange vulkaanuitbarstingen - in tegenstelling tot alle andere die hebben plaatsgevonden gedurende de tijd dat mensen bestaan.

Het geologische bewijs suggereert dat de koolstofemissies die voorafgingen aan de ondergang van de dinosauriërs gemiddeld ongeveer 0,2 tot 3 gigaton per jaar bedroegen. De PETM registreerde een CO2-uitstoot van minder dan 1,1 gigaton per jaar, zei Mateo. Die aantallen vallen in het niet bij de emissiesnelheid van de mensheid van 10 gigaton per jaar, voegde ze eraan toe.

Dino-moordenaar?

De massa-extinctie van de KPB wordt vaak uitsluitend toegeschreven aan de Chicxulub-meteoorinslag in Mexico, maar er is steeds meer bewijs dat suggereert dat de massale uitbarsting van de Deccan Traps in India ook een rol speelde. Die mega-uitbarsting stroomde puls na puls door India, duurt ongeveer 750, 000 jaar. Een volle 280, 000 jaar voor het uitsterven waren de oceanen 3 tot 4 graden Celsius opgewarmd, terwijl de opwarming op het land 6 tot 8 graden Celsius was vanwege de uitbarstingen. De vulkanische activiteit is de afgelopen 25 jaar versneld, 000 jaar voor de massale uitsterving, Mateo zei, steeds meer koolstofdioxide in de atmosfeer afgeven. Die pulsen voegden nog eens 2,5 graden C toe aan de mondiale temperatuur.

"Deze reeks megapulsen liet de ecosystemen niet toe om zich aan te passen of zelfs te overleven, " zei Mateo. Fossiel bewijs suggereert dat de opwarming en de verzuring van de oceaan het leven op het land en de oceanen benadrukten, uiteindelijk bijdragen aan een van de vijf massale uitstervingsgebeurtenissen in de geschiedenis van de planeet. Microfossielen van de foraminiferen van de oceanen, die deel uitmaken van de basis van de mariene voedselketen, tekenen vertonen dat ze het moeilijk hadden in de aanloop naar het einde van het Krijt en toen stierf 66% uit bij de KPB, 33% overleefde maar verdween snel tijdens de eerste 100, 000 jaar na de KPB, en slechts één soort overleefde op de lange termijn. Over de opwarming van het land tijdens de laatste 280, 000 jaar Krijt lijkt te zijn begonnen met een achteruitgang van zowel dinosauriërs als vroege zoogdieren, insecten, en amfibieën ruim voor de laatste mega-uitbarstingen die eindigden met de massale uitsterving van de KPB.

Ocean-building evenement

Het meer recente PETM, voor zijn deel, werd veroorzaakt door de uitbreiding van het bekken van de Noord-Atlantische Oceaan. Dat betekende veel magma dat van onderaf opsteeg om de nieuwe oceaankorst te worden. Al dat magma maakte veel koolstofdioxide vrij, die een matige opwarming lijkt te hebben veroorzaakt, beurtelings, veroorzaakte het smelten van clathraten - bevroren methaanhydraatafzettingen in de oceaanbodem. De methaanemissies versterkten de kassituatie en leidden tot een stijging van 5 graden Celsius.

Die opwarming was zwaar voor levende wezens op land en zee, maar het was geen reeks slagen, zoals wat leidde tot de KPB. Veel dieren waren in staat zich aan te passen of te migreren en de zwaarste omstandigheden te vermijden. Het was een enkele klap met gevolgen voor het milieu die ongeveer 200 duurde, 000 jaar, maar er was geen massa-extinctie.

De beste analoge

Naast elkaar vermeld, het is ontnuchterend om te zien hoeveel van dezelfde ecosysteemeffecten van de KPB en PETM zich nu in realtime afspelen in de oceanen en op het land als gevolg van antropogene opwarming.

"Het verschil met vandaag is dat, ook al is het een zeer korte puls, de snelheid van verandering is zeer, zeer snel, " zei Mateo. "Het gebeurt zo snel dat de ecosystemen niet in staat zijn om in te halen. Er is geen tijd voor aanpassing."

Dus terwijl de huidige broeikasopwarming een enkele puls is, zoals in het PETM, het gaat orden van grootte sneller, die effecten zouden kunnen creëren zoals die van de KPB.

Geen van de gebeurtenissen uit het verleden is een perfecte analoog, maar ze zijn leerzaam. De PETM zou een analogie kunnen zijn voor ons beste scenario, Mateo uitgelegd. Het is iets dat de mensheid mogelijk zou kunnen overleven. de KPB, anderzijds, zou onze worstcasescenario-analogie zijn. Als we dat pad nemen, zou het kwalificeren als de zesde massa-extinctie in de geschiedenis van de planeet.