Wie die Welt das letzte Mal war, als der Kohlendioxidgehalt bei 400 ppm lag

Wie die Welt das letzte Mal war, als der Kohlendioxidgehalt bei 400 ppm lag Gil.K / Shutterstock

Das letzte Mal, dass der globale Kohlendioxidgehalt konstant bei oder über 400 ppm lag, lag bei etwa vor vier Millionen Jahren während einer geologischen Periode bekannt als die Pliozän-Ära (vor 5.3 bis 2.6 Millionen Jahren). Die Welt war ungefähr 3 ℃ wärmer und der Meeresspiegel war höher als heute.

Wir wissen, wie viel Kohlendioxid die Atmosphäre in der Vergangenheit enthielt, indem wir Eisbohrkerne aus Grönland und der Antarktis untersuchten. Wenn sich verdichteter Schnee allmählich in Eis verwandelt, fängt er Luft in Blasen ein, die enthalten Proben der Atmosphäre zu der Zeit. Wir können Eisbohrkerne abtasten, um frühere Kohlendioxidkonzentrationen zu rekonstruieren, aber diese Aufzeichnung führt uns nur etwa eine Million Jahre zurück.

Über eine Million Jahre hinaus haben wir keine direkten Messungen der Zusammensetzung antiker Atmosphären, aber wir können verschiedene Methoden verwenden, um frühere Kohlendioxidwerte abzuschätzen. Eine Methode nutzt die Beziehung zwischen Pflanzenporen, sogenannten Stomata, die den Gasaustausch in und aus der Pflanze regulieren. Die Dichte dieser Stomata beträgt bezogen auf atmosphärisches Kohlendioxidund fossile Pflanzen sind ein guter Indikator für Konzentrationen in der Vergangenheit.

Eine andere Technik besteht darin, Sedimentkerne vom Meeresboden aus zu untersuchen. Die Sedimente bauen sich Jahr für Jahr auf, während die Körper und Schalen von totem Plankton und anderen Organismen auf den Meeresboden regnen. Wir können Isotope (chemisch identische Atome, die sich nur im Atomgewicht unterscheiden) von Bor aus den Schalen des toten Planktons verwenden, um Änderungen im Säuregehalt des Meerwassers zu rekonstruieren. Daraus können wir den Kohlendioxidgehalt im Ozean ermitteln.

Die Daten von vier Millionen Jahre alten Sedimenten legen dies nahe Kohlendioxid war damals bei 400 ppm.

Meeresspiegel und Veränderungen in der Antarktis

In kälteren Perioden der Erdgeschichte wachsen Eiskappen und Gletscher und der Meeresspiegel sinkt. In der jüngeren geologischen Vergangenheit, während der jüngsten Eiszeit vor etwa 20,000 Jahren, lag der Meeresspiegel mindestens 120 Meter tiefer als sie heute sind.

Wie die Welt das letzte Mal war, als der Kohlendioxidgehalt bei 400 ppm lag Neuere Forschungen zeigen, dass die Westantarktis jetzt schmilzt. Elaine Hood / NSF


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Änderungen des Meeresspiegels werden aus Änderungen der Sauerstoffisotope in den Schalen mariner Organismen berechnet. Für das Pliozän, Forschung zeigt, dass der Meeresspiegel zwischen kühleren und wärmeren Perioden zwischen 30 und 40 Metern lag und der Meeresspiegel höher war als heute. Auch während des Pliozäns wissen wir, dass die Eisdecke der Westantarktis war deutlich kleiner und die globalen Durchschnittstemperaturen waren etwa 3 ° C wärmer als heute. Die Sommertemperaturen in hohen nördlichen Breiten waren bis zu 14 ° C wärmer.

Dies mag viel erscheinen, aber moderne Beobachtungen zeigen starke polare Verstärkung Erwärmung: Ein Anstieg von 1 ℃ am Äquator kann die Temperaturen an den Polen um 6-7 raise erhöhen. Dies ist einer der Gründe, warum das arktische Meereis verschwindet.

Auswirkungen in Neuseeland und Australasien

In der australasiatischen Region gab es kein Great Barrier Reef, aber möglicherweise kleinere Riffe entlang der Nordostküste Australiens. Für Neuseeland ist das teilweise Schmelzen der Eisdecke der Westantarktis wahrscheinlich der kritischste Punkt.

Eines der Hauptmerkmale des gegenwärtigen neuseeländischen Klimas ist, dass die Antarktis im Winter aufgrund des großen Klimas vom weltweiten Verkehr abgeschnitten ist Temperaturkontrast zwischen der Antarktis und dem Südpolarmeer. Wenn es im Frühling wieder in Umlauf kommt, bekommt Neuseeland starke Stürme. Stürmischere Winter und deutlich wärmere Sommer waren im mittleren Pliozän aufgrund eines schwächeren Polarwirbels und einer wärmeren Antarktis wahrscheinlich.

Es wird mehr als ein paar Jahre oder Jahrzehnte dauern, bis die Kohlendioxidkonzentration bei 400 ppm eine signifikante Schrumpfung der Eisdecke der Westantarktis auslöst. Neuere Studien zeigen dies jedoch Die Westantarktis schmilzt bereits.

Der Anstieg des Meeresspiegels durch ein teilweises Schmelzen der Westantarktis könnte bis 2100 leicht einen Meter oder mehr überschreiten. Wenn die gesamte Westantarktis schmilzt, könnte dies tatsächlich der Fall sein Erhöhen Sie den Meeresspiegel um etwa 3.5 Meter. Noch kleinere Erhöhungen erhöhen das Risiko von Überschwemmungen in tiefer gelegenen Städten einschließlich Auckland, Christchurch und Wellington.Das Gespräch

Über den Autor

James Shulmeister, Professor, University of Canterbury

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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