고대 온난화의 새로운 지도는 이산화탄소에 대한 강력한 반응을 보여줍니다

안에 PNAS에 발표된 연구애리조나 대학의 제시카 티어니(Jessica Tierney) 교수와 동료들은 5600만 년 전 팔레오세-에오세 열극대(Paleocene-Eocene Thermal Maximum, PETM)에서 발생한 탄소 유발 온난화의 완전한 지구 지도를 제작했습니다.

PETM 기간과 현재 온난화 사이에는 몇 가지 유사점이 있지만 새로운 작업에는 이산화탄소에 대한 기후 반응이라는 예상치 못한 결과가 포함됩니다.₂ 당시 IPCC(기후변화에 관한 정부간 협의체)의 현재 최고 추정치보다 두 배나 더 강력했습니다. 그러나 강수 패턴의 변화와 극지방의 온난화 증폭은 당시 완전히 다른 세계였음에도 불구하고 최근 경향과 매우 일치했습니다.

다른 세계

페탐 시대의 온난화는 지질학적으로 빠른 방출로 인해 발생했습니다. 코₂주로 마그마 경련 아이슬란드가 현재 위치한 곳의 맨틀에서. 마그마는 북대서양의 기름이 풍부한 퇴적물을 침범하여 이산화탄소를 끓였습니다.₂ 및 메탄. 따뜻하기 위해서는 정말 높은 일산화탄소 함량이 필요했습니다.₂ 기후로 인해 수만 년 동안 더 뜨거워졌습니다. 심해 생물 그리고 일부 열대 식물 멸종에. 포유류는 진화했다 가장 작은그리고 많은 수가 있었다 마이그레이션 대륙을 가로질러 악어와 하마 같은 생물과 야자수 그들은 모두 북극에서 불과 500마일 떨어진 곳에서 번성했습니다. 남극 얼음이 없는 상태였습니다.

기후가 따뜻해지면서 과학자들은 더 나아지고 있습니다 과거의 기후를 점점 더 살펴보기 통찰력을 위해, 그러나 온도의 불확실성으로 인해 방해받는 이산화탄소₂ 수준 및 정확한 변경 시기 – PETM에 대한 이전 작업에는 예를 들어 8°에서 10°C 범위의 불확실한 온도가 있었습니다. 이제 Tierney의 팀은 이 불확실성을 2.4°C로 좁혀 PETM이 이전 추정치인 ~5°C보다 개선된 5.6°C만큼 따뜻해졌다는 것을 보여줍니다.

Tierney는 “이 추정치를 이전 작업으로 좁힐 수 있었습니다.”라고 말했습니다.

연구원들은 또한 이산화탄소를 계산했습니다.₂ 화석 플랑크톤 껍질에서 측정된 붕소 동위원소에서 파생된 PETM 기간 전과 기간 동안의 수준. 그들은 CO를 발견₂ PETM 기간 이전에는 1,120ppm 정도였으나 정점에 이르러 2020ppm까지 상승했다. 비교를 위해 CO₂ 나는 ~였다 280ppm우리는 현재 418ppm. 팀은 새로운 온도와 이산화탄소를 사용할 수 있었습니다.₂ 이산화탄소 2배 증가에 대응하여 지구가 얼마나 온난화되고 있는지 계산하는 값₂ 값 또는 PETM에 대한 “평형 기후 민감도”.

매우 민감한

우리 시대의 기후 민감도에 대한 IPCC의 최고 추정치는 3°C이지만 여기에는 상당한 불확실성이 따릅니다. 2° ~ 5°C– 우리의 불완전한 지식 때문에 피드백 지구 시스템에서. 감도가 더 높은 것으로 판명되면 주어진 양의 방출에 대해 더 많이 가열됩니다. Tierney의 연구에 따르면 PETM 기간의 기후 민감도는 6.5°C로 IPCC의 최고 추정치의 두 배 이상입니다.

Tierney는 더 높은 숫자가 “별로 놀랍지 않습니다”라고 말했습니다. 이전 검색 이산화탄소에 대한 지구의 반응 설명₂ 더 높은 CO2 수준에서 더 강합니다.₂ 지구의 과거 수준. 우리의 기후 민감도는 그렇게 높지 않을 것입니다. “우리는 내일 6.5°C의 기후 민감도를 가질 것으로 예상하지 않습니다”라고 Tierney는 설명했습니다.

그러나 그들의 논문은 우리가 계속해서 CO를 올리면₂ 수준, 그것은 그 CO에 대한 온도 반응을 유도할 것입니다₂ 더 높은. Tierney는 “특히 온실 가스를 더 많이 방출하면 가까운 장래에 기후 민감도가 어느 정도 증가할 것으로 예상할 수 있습니다.”라고 말했습니다.

데이터 섭취를 사용한 기후 매핑

새롭고 더 명확한 그림은 Tierney의 팀이 지질학자의 영원한 문제를 해결한 방식에서 나타납니다. 지구상의 모든 장소에 대한 데이터가 있는 것은 아닙니다. PETM의 지질학적 데이터는 그 당시의 퇴적물이 보존되고 접근 가능한 곳으로 제한됩니다. 일반적으로 시추공이나 지상 노두를 통해 이루어집니다. 에 대한 모든 결론 세계적인 이러한 흩어져 있는 데이터 포인트에서 기후를 확장해야 합니다.

Tierney는 “실제로 어려운 문제입니다. “공간적으로 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하고 싶다면 지질학적 데이터만으로는 이해하기가 정말 어렵습니다.” 그래서 Tierney와 그의 동료들은 일기예보에서 기술을 차용했습니다. “기상 전문가가 하는 일은 날씨 모델을 실행하는 것입니다. 날이 갈수록 바람과 온도를 측정한 다음 이를 모델에 통합합니다. 그런 다음 예측을 개선하기 위해 모델을 다시 실행합니다. “라고 티어니는 말했다.

온도계 대신에 그녀의 팀은 미생물과 플랑크톤의 5600만 년 된 퇴적물에 보존된 온도 측정값을 사용했습니다. 기상 모델 대신에, 그들은 최고 기온 PETM 이전과 그 때의 기후를 시뮬레이션하기 위해 얼음층이 없는 Eocene 지리와 기후 모델을 사용했습니다. 그들은 다양한 정도의 CO로 모델을 여러 번 회전했습니다.₂ 그 수준의 불확실성으로 인한 지구의 궤도 구성. 그런 다음 그들은 미생물과 플랑크톤 데이터를 사용하여 데이터에 가장 적합한 시뮬레이션을 선택했습니다.

“이 아이디어는 모델 시뮬레이션이 공간적으로 완전하다는 사실을 활용하는 것입니다. 그러나 그것들은 모델이기 때문에 그것이 맞는지 알 수 없습니다. 데이터는 무슨 일이 일어났는지 알지만 공간적으로 완전하지는 않습니다.”라고 Tierney는 설명했습니다. “그래서, 그것을 섞어서 우리는 두 세계의 최고를 얻습니다.”

블렌딩된 제품이 현실과 얼마나 잘 일치하는지 확인하기 위해 꽃가루, 나뭇잎 및 블렌딩 프로세스에 포함되지 않은 장소에서 파생된 독립적인 데이터와 비교했습니다. Tierney는 “그들은 실제로 정말 잘 어울려서 오히려 위안이 됩니다.”라고 말했습니다.

“이 연구의 참신함은 기후 모델을 사용하여 PETM 기간 이전과 기간 동안 데이터에 가장 잘 맞는 기후 조건을 정확하게 계산하여 전 세계의 기후 변화 패턴과 평균 지구 온도 변화에 대한 더 나은 추정치를 제공한다는 것입니다. ” 연구의 일부가 아닌 버밍엄 대학의 톰 덩클리 존스 박사가 말했습니다.