古代貝殼暗示過去的高二氧化碳水平可能會回歸

一個人在藍色的水中拿著一個貝殼

研究人員使用兩種方法分析在深海海底沉積物核心中發現的微小生物,估計了過去 66 萬年的二氧化碳水平。

他們的發現顯示了海洋-大氣二氧化碳水平演變的一致圖景。

“在 CO2 大約 1500 ppm 的水平,最後一次出現是在大約 50 萬年前,它是如此溫暖,以至於我們在北極發現了鱷魚化石。”

這項新的環境重建研究表明,21 世紀的碳排放有可能使大氣中的二氧化碳 (CO2) 到很多時候都沒有見過的水平 氣候變暖 地球遙遠的過去。

研究發現 CO2 研究人員說,大氣中的百萬分之 1,500 (ppm) 的水平與 50 萬年前的極端全球變暖有關,當時氣候如此溫暖以至於兩極不存在冰。

“例如,在 CO2 大約 1500 ppm 的水平,最後一次出現是在大約 50 萬年前,它是如此溫暖,以至於我們在北極發現了鱷魚化石,”聖安德魯斯大學地球與環境科學學院的讀者 James Rae 說。該論文的第一作者 地球與行星科學年度回顧.

在過去的一百萬年裡,CO2 隨著地球氣候進出冰河時代,農業和人類定居的曙光僅在 CO180 時才建立,水平在 300 ppm 和 XNUMX ppm 之間緩慢波動2 並在年底氣候穩定 最後的冰河時代大約在 10,000 年前,Rae 說。 “在過去的 100 年裡,化石燃料燃燒推動了 CO2 從 280 到 414 ppm。”

更改 CO2 通過地球的歷史

“在社會上,我們都關心大氣中的二氧化碳,而在古氣候學中,我們有這些方法來觀察 CO2 地球歷史的變化,”合著者、德克薩斯農工大學海洋學系助理教授張一格說。

“特別是,這兩種基於海洋的方法是最常見的兩種方法,可以說是最準確的。 我們使用了這兩種最先進的方法,分析了它們如何相互比較,並查看了它們在過去 66 萬年中告訴我們的歷史。”

研究人員使用了兩種替代方法來重建過去 66 萬年(也稱為新生代)的二氧化碳水平:一種方法使用鏈烯酮中的碳同位素,另一種方法使用浮游有孔蟲(具有方解石殼的單細胞生物)中的硼同位素,常見於海洋岩心。

最後一次CO2 三百萬年前的高度和今天一樣高,它推動了足夠的變暖,融化了格陵蘭島和南極洲西部的所有冰層。

“這些數據讓我們能夠看到 CO2 地球的歷史已經發生了變化,這對氣候產生了影響,”雷說。 “在過去的 66 萬年裡,我們發現 CO2 和全球氣候齊頭並進,二氧化碳含量更高2 與截然不同的氣候相關的水平。”

張協助監督 烯酮 方法團隊與蘇黎世聯邦理工學院教授 Heather Stoll 和德克薩斯 A&M 研究生劉曉慶一起協助了這項研究。 Rae 與南安普頓大學的 Gavin Foster 和聖安德魯斯大學的 Ross Whiteford 一起研究了硼同位素方法。

“烯酮方法始於數百萬年前藻類產生的生物標誌物,這些藻類,就像今天的藻類一樣,是光合作用的——就像陸地上的植物或樹木一樣,”張說。 “當這些藻類進行光合作用時,它們會分離碳同位素。 該過程由許多因素決定,其中之一是 CO 的量2 他們可以在海水中使用。”

碳排放水平時間表

他說,這些生物標誌物留下了碳水平的時間表。

研究人員從深海海底的泥芯中取樣,在那裡積累了微觀化石和古老的分子,從而保存了二氧化碳的歷史2 和氣候。 通過超靈敏儀器發射這些古老的原子,科學家們可以檢測到二氧化碳過去變化的化學指紋2.

“我們測量的貝殼和分子捕捉海水生長時的化學成分,”雷說。 “在過去的 20 年裡,科學家們已經找到瞭如何使用這些化學指紋來重建多少二氧化碳2 在海水和它上面的大氣中。”

這些方法多年來一直是研究人員各種努力的焦點,他們共同致力於使本文為更廣泛的努力做出貢獻,以結合更廣泛的古 CO2 代理。 最近對這些方法的改進現在可以更準確地重建古代大氣。

“這種精製方法產生 CO2 估計與冰芯衍生的 CO 一致2 過去一百萬年的記錄,”張說。 “這讓我們更有信心將重建擴展到整個 新生代.

最後一次CO2 雷說,三百萬年前的海拔和今天一樣高,它推動了足夠的變暖,使格陵蘭島和南極洲西部的所有冰塊融化,海平面上升約 60 英尺。

“全球變暖趕上二氧化碳需要時間2 水平,但地質記錄告訴我們,如果我們不使用更清潔的方式獲取能量,我們將走向何方,”Rae 說。

其他合著者來自聖安德魯斯大學、南漢普頓大學和瑞士聯邦理工學院。

資源: 德克薩斯A&M大學

關於作者

萊斯利·李-德州農工大學

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