Удивительное новое исследование показывает, что углекислый газ оказывает большее воздействие, чем считалось ранее.

Анализ отложений в Тихом океане показывает, что удвоение содержания углекислого газа в атмосфере может привести к повышению глобальной температуры на 14 градусов, превысив прогнозы Межправительственной группы экспертов по изменению климата, при этом исторические данные предполагают значительные будущие климатические последствия.

Удвоение углекислого газа в атмосфере₂ Высокие уровни парниковых газов могут повысить среднюю температуру Земли на 7–14 градусов. °С (от 13 до 25,2 градусов Фаренгейт), согласно анализу отложений Тихого океана недалеко от Калифорнии, проведенному исследователями Национального океанографического института Зимбабве и университетов Утрехта и Бристоля.

Результаты были недавно опубликованы в журнале Природные коммуникации.

«Обнаруженное нами повышение температуры намного превышает 2,3–4,5 градуса по Цельсию (4,1–8,1 градуса по Фаренгейту), оцененные на данный момент Межправительственной группой экспертов Организации Объединенных Наций по изменению климата», — сказала первый автор Кэйтлин Витковски.

Сверление сердца 45-летней

Исследователи использовали образец дна Тихого океана возрастом 45 лет. «Я понял, что этот образец очень привлекателен для исследователей, потому что дно океана в этом месте было лишено кислорода в течение миллионов лет», — сказал профессор Яап Зеннинг-Дамсте, главный научный сотрудник Национального океанографического института в Цюрихе и профессор органических веществ. геохимии в Утрехтском университете.

«В результате органические вещества не разлагаются микробами так быстро, и сохраняется больше углерода», — сказал Дамисти. Он также был руководителем Витковского, чья докторская диссертация включала это исследование.

Уникальный временной ряд

«КО»₂ «Ни один из этих образцов не был исследован с одного места за последние 15 миллионов лет», — сказал Витковски. Верхние тысячи метров бурового керна соответствуют последним восемнадцати миллионам лет.

Из этой записи исследователям удалось извлечь индекс температуры морской воды в прошлом и индекс содержания углекислого газа в древней атмосфере.₂ уровнях, используя новый подход.

Производная температура

Исследователи экстраполировали температуру, используя метод, разработанный 20 лет назад в Национальном институте атмосферных наук под названием TEX.₈₆ «В этом методе используются особые вещества, обнаруженные в мембранах архей, особого класса микроорганизмов», — объясняет Дамисти.

«Эти археи оптимизируют химический состав своей мембраны в зависимости от температуры воды в верхних 200 метрах океана. Материалы из этой мембраны можно найти в виде молекулярных окаменелостей в океанских отложениях и анализировать по сей день».

Окись углерода₂ О хлорофилле и холестерине

В прошлом исследователи разработали новый подход к извлечению углекислого газа из атмосферы.₂ Содержание с использованием химической структуры двух специфических веществ, распространенных в водорослях: хлорофилла и холестерина. Это первое исследование, в котором холестерин использовался для количественного измерения углекислого газа, и первое исследование за этот период времени, в котором использовался хлорофилл. Чтобы создать эти материалы, водоросли должны поглощать углекислый газ.₂ воды и зафиксируйте его Фотосинтез.

Дамсти: «Очень небольшая часть углерода Земли находится в «тяжелой форме»» ¹³С вместо обычного ¹²С. Водоросли явно отдают предпочтение ¹²С. Однако: чем ниже уровень углекислого газа₂ По мере увеличения концентрации в воде увеличивается и использование редких водорослей. ¹³С. Таким образом, ¹³Содержание углерода в этих двух материалах является мерой содержания углекислого газа.₂ Содержание воды в океане. Это, в свою очередь, по законам растворимости связано с содержанием углекислого газа.₂ «Атмосферный контент».

Используя этот новый метод, оказывается, что углекислый газ₂ Концентрация кислорода упала примерно с 650 частей на миллион 15 миллионов лет назад до 280 частей на миллион незадолго до промышленной революции.

Более крепкие отношения

Когда исследователи нанесли на график предполагаемые температуры и уровни углекислого газа в атмосфере за последние 15 миллионов лет, они обнаружили сильную взаимосвязь. Средняя температура пятнадцать миллионов лет назад составляла более 18 градусов по Цельсию (64,4 градуса по Фаренгейту): на четыре градуса по Цельсию (7,2 градуса по Фаренгейту) выше, чем сегодня, уровень, который Группа ООН по климату (МГЭИК) прогнозирует на 2100 год в самых экстремальных условиях. сценарий.

«Итак, это исследование дает нам представление о том, что нас ждет в будущем, если мы примем хотя бы несколько мер по сокращению выбросов углекислого газа.₂ «Мы работаем над сокращением выбросов и внедряем несколько технологических инноваций для компенсации выбросов», — сказал Даместе. «Ясный вывод этого исследования: CO2.₂ «Эта концентрация, вероятно, окажет более сильное влияние на температуру, чем мы сейчас думаем!»

Ссылка: «Постоянные записи δ13C для стирола и фитана показывают значительное снижение содержания CO2 с середины миоцена», Кейтлин Р. Витковский и Анна С. Фон дер Хейдт и Пол Дж. Вальдес, Марсель Т.Дж. ван дер Меер, Стефан Схоутен и Яап С. Синнинг Дамасти, 18 июня 2024 г., Природные коммуникации.
дои: 10.1038/s41467-024-47676-9