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

Acercarse / Mapa global del cambio de precipitación debido al calentamiento hace 56 millones de años: verde = más húmedo, marrón = más seco. Los círculos muestran dónde los datos geológicos muestran que se ha vuelto más seco o más húmedo, como prueba de los nuevos resultados.

Tierney et. hacia.

en un estudio publicado en PNASLa profesora de la Universidad de Arizona Jessica Tierney y sus colegas produjeron mapas globales completos del calentamiento relacionado con el carbono que ocurrió en el Máximo Térmico del Paleoceno Eoceno (PETM), hace 56 millones de años.

Aunque el PETM tiene algunos paralelismos con el calentamiento actual, el nuevo trabajo incluye algunos resultados inesperados: la respuesta climática al CO2 por lo tanto, fue aproximadamente el doble de fuerte que la mejor estimación actual del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC). Pero los cambios en los patrones de precipitación y la amplificación del calentamiento en los polos fueron notablemente consistentes con las tendencias modernas, a pesar de que era un mundo muy diferente en ese momento.

un mundo diferente

El calentamiento del PETM fue provocado por una liberación geológicamente rápida de CO2principalmente de a convulsiones de magma en el manto de la Tierra en el lugar donde ahora está Islandia. El magma invadió los sedimentos ricos en petróleo del Atlántico Norte, provocando la evaporación del CO2 y metano. Tomó un CO ya caliente y alto2 clima y lo hizo más cálido durante decenas de miles de años, conduciendo a algunos de ellos criaturas del abismo Y algunas plantas tropicales a la extinción Los mamíferos han evolucionado menory hubo grandes migraciones a través de los continentes; cocodrilos, criaturas parecidas a hipopótamos e palmas todos prosperaron a solo 500 millas del Polo Norte, y Antártida estaba libre de hielo.

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A medida que nuestro clima se calienta, los científicos hacen mirando cada vez más a los climas del pasado para obtener más información, pero se ven obstaculizados por las incertidumbres de temperatura, CO2 niveles y el momento exacto de los cambios: trabajos previos sobre PETM presentaron incertidumbres de temperatura del orden de 8 ° a 10 ° C, por ejemplo. Ahora, el equipo de Tierney ha reducido el rango de incertidumbre a solo 2,4 °C, lo que demuestra que el PETM se ha calentado 5,6 °C, una mejora con respecto a la estimación anterior de alrededor de 5 °C.

«Realmente pudimos reducir esta estimación del trabajo anterior», dijo Tierney.

Los investigadores también calcularon el CO2 niveles antes y durante PETM derivados de isótopos de boro medidos en caparazones de plancton fósil. encontraron CO2 estaba alrededor de 1.120 ppm justo antes de PETM, aumentando a 2.020 ppm en su punto máximo. A modo de comparación, el CO preindustrial2 estaba 280ppmy actualmente estamos en aprox. 418 ppm. El equipo pudo utilizar estas nuevas temperaturas y CO2 valores para calcular cuánto se calentó el planeta en respuesta a la duplicación de CO2 valores, o «Sensibilidad climática de equilibrio» para el PETM.

Extremadamente sensitivo

La mejor estimación del IPCC para la sensibilidad climática en la actualidad es de 3 °C, pero eso conlleva una gran incertidumbre: podría estar entre 2° a 5°C– debido a nuestro conocimiento imperfecto de retroalimentación en el sistema Tierra. Si la sensibilidad resulta estar en el rango más alto, nos calentaremos más para una cantidad dada de emisiones. El estudio de Tierney encontró que la sensibilidad climática del PETM era de 6,5 °C, más del doble de la mejor estimación del IPCC.

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Un número más alto «no es demasiado sorprendente», me dijo Tierney, ¿por qué búsqueda anterior había indicado la respuesta de la Tierra al CO2 es más fuerte a mayor CO2 niveles del pasado terrestre. Nuestra sensibilidad climática no será tan alta: “No esperamos que mañana experimentemos una sensibilidad climática de 6,5 °C”, explicó Tierney.

Su artículo, sin embargo, sugiere que si continuamos recolectando CO2 niveles, afectará la respuesta de la temperatura a ese CO2 más alto. «Podemos esperar cierto nivel de mayor sensibilidad climática en el futuro cercano, especialmente si emitimos más gases de efecto invernadero», dijo Tierney.

Mapeo climático por «asimilación de datos»

La nueva imagen más nítida surge de la forma en que el equipo de Tierney abordó el problema perenne de los geólogos: no tenemos datos para todos los lugares del planeta. Los datos geológicos del PETM se limitan a los lugares donde se almacenan y son accesibles los sedimentos de ese período, generalmente a través de un pozo o afloramiento en tierra. Cualquier conclusión sobre global el clima debe haber aumentado desde esos puntos de datos dispersos.

«En realidad es un problema difícil», señaló Tierney. «Si quieres entender lo que está pasando en el espacio, es realmente difícil hacerlo solo con datos geológicos». Así que Tierney y sus colegas tomaron prestada una técnica del pronóstico del tiempo. «Lo que hace la gente del clima es ejecutar un modelo meteorológico y, a medida que avanza el día, toman medidas del viento y la temperatura, luego las asimilan en su modelo… y luego vuelven a ejecutar el modelo para mejorar el pronóstico», dijo Tierney. .

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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 en el pico del calor del PETM. Ejecutaron el modelo muchas veces, variando el CO2 niveles y la configuración orbital de la Tierra debido a las incertidumbres en ellos. Luego usaron los datos de microbios y plancton para seleccionar la simulación que mejor se adaptaba 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 tienen razón. 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 compararon con datos independientes de polen y hojas y de lugares no incluidos en el proceso de mezcla. «En realidad coincidieron muy, muy bien, lo cual es algo reconfortante», dijo Tierney.

«La novedad de este estudio es utilizar un modelo climático para determinar rigurosamente qué estado climático se ajusta mejor a los datos tanto antes como durante el PETM, proporcionando modelos de cambio climático global y una mejor estimación del cambio de temperatura media global», dijo el Dr. Tom Dunkley. Jones de la Universidad de Birmingham, que no formó parte del estudio.

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