Indtil nu har undersøgelser af Jordens klima dokumenteret en stærk sammenhæng mellem globalt klima og atmosfærisk kuldioxid; det vil sige i varme perioder fortsætter høje koncentrationer af CO2, mens koldere tider svarer til relativt lave niveauer.
Planteplanktonet Emiliania huxleyi byder på nye ledetråde om klimaet fortid, nutid og fremtid. Billedkredit: Wikimedia Commons
I denne uges nummer af tidsskriftet Nature afslører paleoklimatiske forskere, at klimaet for ca. 12-5 millioner år siden blev afkoblet fra atmosfærisk kuldioxidkoncentration. Nyt bevis for dette kommer fra dybhavs sedimentkerner dateret til den sene miocen af Jordens historie.
I løbet af denne periode var temperaturerne over et bredt skår i det nordlige Stillehav 9-14 grader Fahrenheit varmere end i dag, mens atmosfæriske kuldioxidkoncentrationer forblev lave i nærheden af værdierne inden den industrielle revolution.
Forskningen viser, at ændringer i havcirkulationen i de sidste fem millioner år gjorde det muligt for Jordens klima at blive tættere koblet til ændringer i kuldioxidkoncentrationer i atmosfæren.
Resultaterne viser også, at klimaet i moderne tid lettere reagerer på ændrede kuldioxidniveauer end det har været i de sidste 12 millioner år.
”Dette arbejde repræsenterer et vigtigt fremskridt i forståelsen af, hvordan Jordens tidligere klima kan bruges til at forudsige fremtidige klimatendenser,” siger Jamie Allan, programdirektør i National Science Foundation (NSF) Division of Ocean Sciences, som finansierede forskningen.
Forskerteamet, ledet af Jonathan LaRiviere og Christina Ravelo fra University of California i Santa Cruz (UCSC), genererede de første kontinuerlige rekonstruktioner af åbne havstemperaturstemperaturer under den sene Miocen-epoke.
Det var en tid med næsten isfri forhold på den nordlige halvkugle og varmere end moderne forhold på tværs af kontinenterne.
Kerneprøver blev opsamlet på de steder, der er noteret i det nordlige Stillehav. Billedkredit: Jonathan LaRiviere / Ocean Data View
Forskningen bygger på beviser på gammelt klima bevaret i mikroskopiske planktonskeletter - kaldet mikrofossiler - der for længe siden sank ned til havbunden og i sidste ende blev begravet under det i sedimenter.
Prøver af disse sedimenter blev for nylig bragt til overfladen i kerner, der blev boret i havbunden. Kernerne blev hentet af havforskere, der arbejdede ombord på boreskibets JOIDES-opløsning.
Forskerne opdagede mikrofossilerne, der indeholder spor fra et tidspunkt, hvor Jordens klimasystem fungerede meget anderledes end i dag.
”Det er et overraskende fund, i betragtning af vores forståelse af, at klima og kuldioxid er stærkt forbundet til hinanden,” siger LaRiviere.
”I den sene Miocen må der have været en anden måde for verden at være varm på. En mulighed er, at store mønstre i havcirkulation, bestemt af den meget forskellige form af havbassinerne på det tidspunkt, lod varme temperaturer fortsætte på trods af lave niveauer af kuldioxid. ”
Stillehavet i det sene Miocen var meget varmt, og termoklinen, grænsen, der adskiller varmere overfladevand fra køligere underliggende vand, var meget dybere end i nuet.
Forskerne antyder, at denne dybe termoklin resulterede i en fordeling af atmosfærisk vanddamp og skyer, der kunne have opretholdt det varme globale klima.
"Resultaterne forklarer det tilsyneladende paradoks i den varme - men lave drivhusgas - verden af Miocen," siger Candace Major, programdirektør i NSF's Division of Ocean Sciences.
Flere store forskelle i verdens vandveje kunne have bidraget til den dybe termoklin og de varme temperaturer i det sene Miocen.
F.eks. Forblev den Mellemamerikanske Seaway åben, den indonesiske Seaway var meget bredere end den er nu, og Beringstredet blev lukket.
Disse forskelle i grænserne for verdens største hav, Stillehavet, ville have resulteret i meget forskellige cirkulationsmønstre end de i dag observerede.
Ved starten af Pliocen-epoken, for omkring fem millioner år siden, havde vandveje og kontinent i verden skiftet til nogenlunde de positioner, de indtager nu.
Det falder også sammen med et fald i de gennemsnitlige globale temperaturer, en afskalning af termoklinen og udseendet af store isark på den nordlige halvkugle - kort sagt, det klima mennesker har kendt gennem den registrerede historie.
”Denne undersøgelse fremhæver vigtigheden af havcirkulation ved bestemmelse af klimaforhold,” siger Ravelo. ”Det fortæller os, at Jordens klimasystem har udviklet sig, og at klimafølsomheden muligvis er på et hele tiden.”
Genudgivet med tilladelse fra National Science Foundation.