Nuevos mapas de calentamiento antiguo muestran una fuerte respuesta al dióxido de carbono

En la investigación se publica en PNASLa profesora de la Universidad de Arizona Jessica Tierney y sus colegas han creado mapas globales completos del calentamiento del carbono que ocurrió durante el Máximo Térmico del Paleoceno Eoceno (PETM) hace 56 millones de años.

Si bien el PETM tiene algunos paralelismos con el calentamiento actual, el nuevo trabajo incluye algunos resultados inesperados: la respuesta del clima al CO._2: fue aproximadamente el doble de fuerte que la mejor estimación actual del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC). Pero los cambios en los patrones de precipitación y el aumento del calentamiento en los polos fueron notablemente consistentes con las tendencias modernas, a pesar de que el mundo era muy diferente en ese entonces.

Otro mundo

El calentamiento del PETM fue causado por emisiones geológicamente rápidas CO:_2:principalmente un choque de magma En el manto de la Tierra donde ahora está Islandia. El magma se introdujo en sedimentos ricos en petróleo en el Atlántico Norte, hirviendo el CO_2: y metano. Duró ya tibio, alto CO_2: clima y lo hizo más caliente durante decenas de miles de años, conduciendo a algunos criaturas de aguas profundas y: algunas plantas tropicales a la extinción Los mamíferos han evolucionado menory había grandes migraciones en los continentes; cocodrilos, criaturas parecidas a hipopótamos y palmeras todos florecieron a sólo 500 millas del Polo Norte, y Antártida fue sin hielo.

A medida que nuestro clima se calienta, también lo hacen los científicos está mirando cada vez más a climas pasados para obtener información, pero estos se ven obstaculizados por las incertidumbres en la temperatura, CO_2: niveles y momento exacto de los cambios; por ejemplo, los primeros trabajos sobre PETM tenían incertidumbres de temperatura del orden de 8° a 10°C. El equipo de Tierney ahora ha reducido ese rango de incertidumbre a solo 2,4 °C, lo que demuestra que el PETM se calentó 5,6 °C, un ajuste de aproximadamente 5 °C con respecto a las estimaciones anteriores.

«Realmente pudimos reducir esa estimación en comparación con trabajos anteriores», dijo Tierney.

Los investigadores también calcularon el CO_2: niveles antes y durante el PETM inferidos a partir de isótopos de boro medidos en conchas planctónicas fósiles. Detectaron CO_2: fue de aproximadamente 1120 ppm justo antes del PETM, aumentando a 2020 ppm en su punto máximo. En comparación, el CO preindustrial_2: estaba 280ppmy estamos cerca en este punto 418 ppm. El equipo pudo usar esta nueva temperatura y CO_2: valores para calcular cuánto se ha calentado el planeta en respuesta a una duplicación de CO_2: valores o «Sensibilidad del Balance Climático» para PETM.

Alta sensibilidad

La mejor estimación del IPCC para la sensibilidad climática en nuestro tiempo es de 3°C, pero esto es muy incierto; 2° a 5°C— debido a nuestro conocimiento imperfecto retroalimentación en el sistema terrestre. Si la sensibilidad resulta ser mayor, entonces calentaremos más para una determinada cantidad de emisiones. El estudio de Tierney encontró una sensibilidad climática del PETM de 6,5 °C, más del doble de la mejor estimación del IPCC.

El número más alto «no es demasiado sorprendente», me dijo Tierney, porque investigaciones anteriores había mostrado la respuesta de la Tierra al CO_2: más fuerte a alto CO_2: Los niveles pasados ​​de la Tierra. Nuestra sensibilidad climática no será tan alta. «No esperamos tener una sensibilidad climática de 6,5°C mañana», explicó Tierney.

Su artículo, sin embargo, sugiere que si continuamos elevando el CO_2: niveles, forzará una respuesta de temperatura a ese CO_2: más alto: «Podemos esperar que aumente cierto nivel de sensibilidad climática en el futuro cercano, especialmente si emitimos más gases de efecto invernadero», dijo Tierney.

Mapeo climático a través de la asimilación de datos

Una imagen nueva y más clara surge de cómo el equipo de Tierney abordó un problema perenne para los geólogos. no tenemos datos para todas las ubicaciones del planeta. Los datos geológicos del PETM se limitan a lugares donde los sedimentos de esa época se conservan y son accesibles, generalmente a través de un pozo o afloramiento en tierra. ¿Alguna conclusión al respecto? En todo el mundo el clima debe aumentarse a partir de esos puntos de datos escasos.

«En realidad es una tarea difícil», observó Tierney. «Si desea comprender lo que está sucediendo espacialmente, es realmente difícil hacerlo basándose únicamente en datos geológicos». Así que Tierney y sus colegas tomaron prestada la técnica de pronóstico del tiempo. «Lo que hace la gente del clima es ejecutar un modelo meteorológico y, a medida que pasa el día, miden el viento y la temperatura, luego lo asimilan en su modelo… y luego vuelven a ejecutar el modelo para mejorar el pronóstico», dijo Tierney. :

En lugar de termómetros, su equipo utilizó mediciones de temperatura de los restos de microbios y plancton conservados en sedimentos de 56 millones de años. En lugar de un modelo meteorológico, utilizaron un modelo climático que tenía una geografía del Eoceno y sin capas de hielo para simular el clima justo antes y durante el pico de calor del PETM. Ejecutaron el modelo un montón de veces, diferentes CO_2: niveles y la configuración orbital de la Tierra debido a las incertidumbres en ellos. Luego utilizaron los datos microbianos y de plancton para seleccionar la simulación que mejor se ajustaba a los datos.

“La idea es realmente aprovechar el hecho de que las simulaciones del modelo son espacialmente completas. Pero son modelos, por lo que no sabemos si son correctos. Los datos saben lo que sucedió, pero no son espacialmente completos”, explicó Tierney. «Entonces, al mezclarlos, obtenemos lo mejor de ambos mundos».

Para ver qué tan bien su producto combinado coincidía con la realidad, lo probaron con datos independientes de polen y hojas, así como de ubicaciones no incluidas en el proceso de mezcla. «En realidad coincidieron muy, muy bien, lo cual es algo reconfortante», dijo Tierney.

«Lo novedoso de este estudio es el uso de un modelo climático para identificar rigurosamente qué estado climático se ajusta mejor a los datos tanto antes como durante el PETM, proporcionando patrones de cambio climático en todo el mundo y una mejor estimación del cambio de temperatura media global». : dijo el Dr. Tom Dunkley Jones de la Universidad de Birmingham, quien no participó en el estudio.