De bevindingen, gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences, bieden belangrijk nieuw inzicht in abrupte perioden van klimaatverandering in het verleden van de aarde en bieden nieuw inzicht in de potentiële gevolgen van klimaatverandering vandaag de dag.

"Het bestuderen van het verleden leert ons hoe het vandaag anders is. De snelheid van CO₂ De huidige verandering is werkelijk ongekend”, zegt Kathleen Wendt, assistent-professor aan het College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences van de Oregon State University en hoofdauteur van het onderzoek.

"Ons onderzoek identificeerde de hoogste percentages natuurlijke CO₂ uit het verleden stijging die ooit is waargenomen, en het huidige tempo, grotendeels veroorzaakt door menselijke uitstoot, is tien keer zo hoog."

Kooldioxide, of CO₂ , is een broeikasgas dat van nature in de atmosfeer voorkomt. Wanneer kooldioxide in de atmosfeer terechtkomt, draagt ​​het bij aan de opwarming van het klimaat als gevolg van het broeikaseffect. In het verleden fluctueerden de niveaus als gevolg van ijstijdcycli en andere natuurlijke oorzaken, maar tegenwoordig stijgen ze als gevolg van menselijke emissies.

IJs dat zich in de loop van honderdduizenden jaren op Antarctica heeft opgebouwd, omvat oude atmosferische gassen die gevangen zitten in luchtbellen. Wetenschappers gebruiken monsters van dat ijs, verzameld door kernen tot wel 3,2 kilometer diep te boren, om de sporenchemicaliën te analyseren en records van het vroegere klimaat op te bouwen.

Uit eerder onderzoek bleek dat er tijdens de laatste ijstijd, die ongeveer 10.000 jaar geleden eindigde, verschillende perioden waren waarin het kooldioxidegehalte veel hoger leek te zijn dan gemiddeld. Maar die metingen waren niet gedetailleerd genoeg om de volledige aard van de snelle veranderingen te onthullen, waardoor het vermogen van wetenschappers om te begrijpen wat er gebeurde werd beperkt, zei Wendt.

"Je zou dit waarschijnlijk niet verwachten in het holst van de laatste ijstijd", zei ze. "Maar onze interesse was gewekt en we wilden teruggaan naar die periodes en metingen in meer detail uitvoeren om erachter te komen wat er aan de hand was."

Met behulp van monsters van de ijskern van de West Antarctic Ice Sheet Divide onderzochten Wendt en collega's wat er in die perioden gebeurde. Ze identificeerden een patroon dat aantoonde dat deze sprongen in koolstofdioxide plaatsvonden naast koude intervallen in de Noord-Atlantische Oceaan, bekend als Heinrich Events, die verband houden met abrupte klimaatverschuivingen over de hele wereld.

"Deze Heinrich-evenementen zijn werkelijk opmerkelijk", zegt Christo Buizert, universitair hoofddocent aan het College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences en co-auteur van het onderzoek. "We denken dat ze worden veroorzaakt door een dramatische ineenstorting van de Noord-Amerikaanse ijskap. Dit zet een kettingreactie in gang die veranderingen in de tropische moessons, de westelijke winden op het zuidelijk halfrond en deze grote oprispingen van CO₂ uit de oceanen komen."

Tijdens de grootste van de natuurlijke stijgingen is de koolstofdioxide in 55 jaar tijd met ongeveer 14 delen per miljoen toegenomen. De sprongen vonden ongeveer eens in de 7.000 jaar plaats. In het huidige tempo duurt die omvang van de stijging slechts vijf tot zes jaar.

Er zijn aanwijzingen dat tijdens eerdere perioden van natuurlijke kooldioxidestijging de westelijke winden, die een belangrijke rol spelen in de circulatie van de diepe oceaan, ook sterker werden, wat leidde tot een snelle uitstoot van CO₂ uit de Zuidelijke Oceaan.

Ander onderzoek heeft gesuggereerd dat deze westenwinden de komende eeuw zullen versterken als gevolg van de klimaatverandering. De nieuwe bevindingen suggereren dat als dat gebeurt, dit het vermogen van de Zuidelijke Oceaan om door de mens gegenereerde koolstofdioxide te absorberen zal verminderen, aldus de onderzoekers.

"We zijn afhankelijk van de Zuidelijke Oceaan om een ​​deel van de kooldioxide die we uitstoten op te nemen, maar de snel toenemende zuidelijke wind verzwakt het vermogen daartoe", aldus Wendt.

Meer informatie: Kathleen A. Wendt et al., Zuidelijke Oceaan drijft multidecadale atmosferische CO₂ aan stijgen tijdens Heinrich Stadials, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2319652121

Journaalinformatie: Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen

Aangeboden door Oregon State University