В исследовании, опубликованном в Nature Communications, было собрано более 1200 оценок древней концентрации углекислого газа (CO2) в атмосфере, чтобы получить непрерывную запись, датируемую почти полмиллиарда лет. В нем делается вывод о том, что если человечество сожжет все доступные ископаемые виды топлива в будущем, уровни CO2, содержащегося в атмосфере, могут не иметь геологически сохраненного эквивалента в течение этого периода 420 миллионов лет.Исследователи изучили опубликованные данные об окаменелых растениях, изотопном составе углерода в почвах и океанах, а также об изотопном составе бора ископаемых раковин.
Гэвин Фостер, ведущий автор и профессор геохимии изотопов в Университете Саутгемптона, объясняет: «Мы не можем напрямую измерить концентрации CO2, полученные миллионы лет назад. Вместо этого мы полагаемся на косвенные« косвенные значения »в летописи горных пород. В этом исследовании мы составили все доступные опубликованные данные от нескольких различных типов прокси для создания непрерывной записи древних уровней CO2 ».Этот массив данных показывает, что концентрация CO2 естественным образом колебалась в многомиллионном временном масштабе в течение этого периода, от примерно 200-400 частей на миллион (ppm) в холодные периоды «ледникового покрова» до 3000 ppm в промежуточные теплые «парниковые» периоды. . Хотя данные говорят нам, что наш климат сильно колебался в прошлом (сейчас на Земле более холодный период), они также показывают, что нынешняя скорость изменения климата очень необычна.
Углекислый газ является мощным парниковым газом, и за последние 150 лет использование ископаемого топлива человечеством увеличило его концентрацию в атмосфере с 280 ppm в доиндустриальную эпоху до почти 405 ppm в 2016 году. Однако не только углекислый газ определяет климат нашей страны. планеты, в конечном итоге важна как сила парникового эффекта, так и количество поступающего солнечного света.
Изменения любого параметра могут вызвать изменение климата.«Из-за ядерных реакций в звездах, таких как наше Солнце, они со временем становятся ярче», — добавляет соавтор Дэн Лант, профессор климатологии Бристольского университета. «Это означает, что, хотя концентрации углекислого газа были высокими сотни миллионов лет назад, чистый эффект потепления от СО2 и солнечного света был меньше. Наша новая компиляция СО2, похоже, со временем постепенно снизилась примерно на 3-4 промилле на миллион. Может показаться, что это не так уж много, но на самом деле этого достаточно, чтобы нейтрализовать эффект потепления, вызванный прорастанием солнца во времени, поэтому в долгосрочной перспективе кажется, что чистый эффект обоих в среднем был почти постоянным. "Это взаимодействие между углекислым газом и яркостью Солнца имеет захватывающие последствия для истории жизни на Земле.
Соавтор, профессор Дана Ройер из Уэслианского университета в США, объясняет: «До сих пор это было немного загадкой, почему, несмотря на то, что солнечная энергия медленно увеличивалась с течением времени, существует скудное свидетельство каких-либо подобных долгосрочных исследований. потепление климата. Наше открытие небольшого изменения в чистом климатическом воздействии предлагает объяснение того, почему климат Земли оставался относительно стабильным и в пределах, подходящих для жизни все это время ».
Этот долгосрочный взгляд также предлагает ценную перспективу будущего изменения климата. Общеизвестно, что сегодня климат меняется со скоростью, намного превышающей геологическую норму. Если человечество не сможет справиться с ростом выбросов CO2 и сожжет все легкодоступное ископаемое топливо, к 2250 году нашей эры CO2 будет на уровне около 2000 частей на миллион — уровней, невиданных с 200 миллионов лет назад.
Профессор Фостер добавляет: «Однако, поскольку Солнце тогда было более тусклым, чистое воздействие на климат 200 миллионов лет назад было ниже, чем мы могли бы испытать в будущем с таким высоким уровнем выбросов CO2. Так что не только изменение климата будет происходить быстрее, чем все, что есть на Земле. наблюдаемый в течение миллионов лет, климат, который будет существовать, вероятно, не будет иметь естественного аналога, насколько мы можем судить, по крайней мере, в последние 420 миллионов лет ".
В этом совместном исследовании участвуют Саутгемптонский университет (Великобритания), Бристольский университет (Великобритания) и Уэслианский университет (США), и оно является результатом исследования «Спуск в ледяной дом», одного из четырех исследовательских проектов в рамках зонтичной программы Долгосрочная совместная эволюция жизни и планеты », финансируемая Национальным советом по исследованиям окружающей среды (NERC).