Ilmakehän kaasukoostumusta tutkittaessa yli 200 000 vuotta vanhoissa jääytimissä vangittuja ilmakuplia on havaittu, että maapallon historiassa on ollut hetkiä, jolloin hiilidioksidipitoisuus (CO2) ilmakehässä on äkillisesti noussut. Tämä viittaa siihen, että saatamme olla samanlaisen tapahtuman kynnyksellä...
Tämä nousu, joka tulisi lisääntymään ihmisen aiheuttamien päästöjen rinnalle, on kuitenkin edelleen merkittävästi alhaisempi kuin nykyisin vapauttamamme CO2-tasot.
Ilmakehä on jatkuvassa muutoksessa. Sen koostumus on vaihdellut säännöllisesti maapallon ilmastollisten aikakausien aikana, erityisesti hiilidioksidin (CO2) pitoisuudet, jotka ovat keskeisiä ilmaston määrittämisessä.
Ilmakuplien analysointi jääytimissä on mahdollistanut näiden vaihteluiden rekonstruoinnin viimeisten 500 000 vuoden aikana. Tämä ilmenee tutkimuksessamme, joka on julkaistu Nature Geoscience -lehdessä, ja joka osoittaa "hyppyjä" CO2:ssa, jotka vastaavat noin 10 osan miljoonasta (ppm) lisääntymistä alle sadassa vuodessa ilmakehän CO2-pitoisuuksissa.
Nämä "hypyt", jotka vastaavat menneisyyden ilmaston luonnollisia CO2-pitoisuuden äkillisiä vaihteluita, ovat kuitenkin huomattavasti pienempiä kuin äskettäinen nousu, joka on aiheuttanut ilmaston lämpenemistä.
Tutkimus osoittaa, että nämä CO2-hypyt tapahtuvat aikoina, jolloin Maan akselin kaltevuus auringon kiertorataa kohtaan, jota kutsutaan obliquiteetiksi, oli korkea. Tällä hetkellä Maa on korkeassa obliquiteetti-vaiheessa.
Se ei ole kaikki: nämä hypyt laukaisee AMOC:n häiriöt, joka on tärkeä Pohjois-Atlantin merivirta, joka säätelee ilmastoa ja joka osoittaa tällä hetkellä hidastumisen merkkejä.
Tämä voisi johtaa lisä CO2-hyppyyn, joka kumuloituisi ihmisen aiheuttamien päästöjen kanssa.
CO₂ "hypyt": mistä on kyse?
Nämä ilmakehän CO2-hypyt vastaavat noin 10 osan miljoonasta (ppm) lisääntymistä sadan vuoden aikana viimeisen puolen miljoonan vuoden aikana.Vaikka nämä lisääntymiset ovat huomattavia, ne ovat silti keskimäärin 10-20 kertaa pienempiä kuin ihmisen aiheuttamien päästöjen lisääntyminen. Viimeisen sadan vuoden aikana tämä on arvioitu olevan 115 ppm, kymmenen kertaa suurempi kuin havaitut CO2-hypyt.
Tämän jääytimen analyysi, joka on noin 10 cm halkaisijaltaan oleva pitkä jääputki, joka on otettu useiden kilometrien syvyydestä Antarktiksella, ja jonka pinta on lähes kokonaan jäässä, on suoritettu Grenoble'n ympäristötieteiden instituutissa.
Se on mahdollistanut seitsemän uuden CO2-hypyn tunnistamisen ajanjaksolla 260 000 - 190 000 vuotta ennen meidän aikakauttamme ja 15 hypyn tunnistamisen, jotka on jo rekisteröity aiemmissa tutkimuksissa.
Erityisesti se on osoittanut, että 18:sta 22:sta tutkituista CO2-hypystä tapahtui, kun planeetan obliquiteetti oli korkea.
Kahden ilmiön yhteensattuma
CO2-hypyt, äkilliset ilmiöt, johtuvat tosiaan kahden ilmiön yhteensattumasta.- Näiden hyppyjen alkuperäinen laukaisija on Atlantin merivirran (AMOC, Atlantic Meridional Oceanic Circulation) häiriö, joka on keskeinen tekijä maapallon ilmaston säätelyssä. AMOC:n pysähtyminen aiheuttaa globaalin sademäärän ja lämpötilojen uudelleenjärjestelyn.
- Kuitenkin tämä tarpeellinen ehto ei ole riittävä: jokainen AMOC:n häiriö ei välttämättä johda CO2-hyppyyn. Toinen keskeinen tekijä CO2-hyppyjen esiintymisessä on Maan obliquiteetti, joka tarkoittaa Maan kaltevuutta aurinkoa kohtaan sen kiertäessä tätä.
Tämä obliquiteetti ei ole vakio: se vaihtelee säännöllisesti noin 22°:sta 25°:een 41 000 vuoden sykleissä.
Tämä vaihtelu vaikuttaa auringon energian jakautumiseen Maan pinnalla, mikä vaikuttaa suoraan alueellisiin ilmastoihin ja maapallon ympäristöjen maantieteelliseen jakautumiseen, erityisesti kasvillisuustyyppeihin, jotka varastoivat hiiltä. Tuloksemme viittaavat siihen, että nämä muutokset maapallon kasvillisuuden jakautumisessa, erityisesti Lähi-idässä ja Saharan eteläpuolisessa Afrikassa, johtavat suurten CO2-varastojen muodostumiseen biomassassa, jotka voidaan sitten vapauttaa AMOC:n häiriöiden yhteydessä, aiheuttaen CO2-hyppyjä.
CO₂-hyppy ja ilmastonmuutos: kaksoisrangaistus?
Tällä hetkellä Maa on yhdessä näistä korkeasta obliquiteetti-vaiheista. Jos Atlantin merivirran liikehdintä häiriintyy merkittävästi, erityisesti AMOC:n hidastuessa, hiilimäärä, joka vastaa neljän vuoden globaaleja ihmisen aiheuttamia päästöjä (2010-2019 keskimääräisellä päästötahdilla), voisi vapautua vain muutamassa kymmenessä vuodessa, kumuloituen nykyisiin ihmisen aiheuttamiin päästöihin.Tällä hetkellä AMOC:iin liittyvissä mallinnuksissa on suuria epävarmuuksia, ja jotkut viittaavat siihen, että se hidastuu ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen vuoksi. Jos AMOC romahtaa, uusi CO2-hyppy voisi tapahtua, mikä johtaisi uusiin CO2-päästöihin luonnollisten lähteiden kautta, jotka ovat epävakaat ihmisen toiminnan vuoksi, ja näin ollen voimistaisi ilmastonmuutosta.