CN-SEO

Antara 59 juta dan 51 juta tahun yang lalu, Bumi mengalami periode pemanasan yang dramatis—baik yang berlangsung secara bertahap selama jutaan tahun, maupun lonjakan yang lebih tiba-tiba yang dikenal sebagai hipertermia, yang diukur dalam ribuan hingga puluhan ribu tahun. Para ilmuwan sepakat bahwa suhu yang lebih tinggi sebagian besar disebabkan oleh peningkatan jumlah karbon dioksida di atmosfer. Namun sejauh ini, korespondensi kuantitatif yang tepat antara kedua faktor tersebut sulit diuraikan.

Sebuah studi baru mencocokkan suhu permukaan laut dengan tingkat CO di atmosfer₂ saat ini, menunjukkan keduanya terkait erat. Itu belajar, baru saja diterbitkan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, menyarankan CO₂ Emisi selama dua periode hipertermia kuno cukup mirip dengan emisi yang dihasilkan manusia saat ini sehingga dapat membantu para ilmuwan menyempurnakan model seberapa cepat iklim akan memanas di masa depan. Model-model ini saat ini memperkirakan akan terjadi peningkatan suhu global sebesar 5,1 hingga 5,3 derajat C (9,1 hingga 9,5 F) jika emisi manusia menggandakan jumlah CO2.₂ di atmosfer.

“Alasan utama kami tertarik pada peristiwa emisi karbon global ini adalah karena peristiwa tersebut dapat memberikan analogi untuk perubahan di masa depan,” kata penulis utama. Dustin Harperseorang peneliti pascadoktoral di Universitas Utah.

Para peneliti menggunakan inti sedimen yang diambil dari dasar Samudera Pasifik yang berisi cangkang yang dibentuk oleh makhluk mikroskopis purba yang pernah hidup di dekat permukaan. Dengan menganalisis cangkangnya, mereka mampu mengkarakterisasi kimiawi permukaan laut saat makhluk itu masih hidup. Dikombinasikan dengan model statistik yang canggih, mereka merekonstruksi hubungan antara suhu permukaan laut dan CO di atmosfer₂ tingkat selama periode 6 juta tahun yang mencakup dua hipertermia: Maksimum Termal Paleosen-Eosen, atau PETM, 56 juta tahun lalu, dan Maksimum Termal Eosen 2, atau ETM-2, sekitar 54 juta tahun lalu. Bumi jauh lebih hangat dibandingkan saat ini pada kedua periode tersebut; lapisan es di kutub belum ada, dan suhu tropis samudera Pasifik mencapai puncaknya lebih dari 100 derajat F.

Jumlah karbon yang dilepaskan selama hipertermia kuno serupa dengan kisaran yang diproyeksikan untuk emisi manusia saat ini dan di masa depan. Namun, aktivitas manusia melepaskan karbon empat hingga 10 kali lebih cepat dibandingkan saat hipertermia.

“Hipertermia ini membentuk analogi alami yang paling mirip dengan CO2 manusia₂ izin [today]”kata rekan penulis studi Bärbel Hönischseorang ahli geokimia di Columbia Climate School's Observatorium Bumi Lamont-Doherty. “Mereka sangat berbeda karena mereka didorong oleh sebab-sebab alamiah, dan inisiasi mereka tersebar selama beberapa ribu tahun. [time] sejak industrialisasi dimulai.” Namun, katanya, jarak keduanya cukup dekat sehingga dapat membantu para ilmuwan memperkirakan dampak pemanasan jangka panjang dari CO modern₂ izin.

Pada awal era industri, sekitar 170 tahun yang lalu, tingkat CO2 di atmosfer adalah sekitar 280 bagian per juta; berkat emisi manusia, sekarang jumlahnya mencapai sekitar 420 ppm. Peningkatan dua kali lipat pada masa pra-industri akan tercapai pada angka 560 ppm—tingkat yang diperkirakan terjadi dalam tiga hingga lima dekade mendatang jika bisnis terus berjalan seperti biasa. Para ilmuwan mengatakan bahwa jika hal ini terjadi, perkiraan pemanasan sebesar 9 derajat F akan memakan waktu lebih lama, namun berapa lama lagi—berpuluh-puluh tahun, berabad-abad, atau ribuan tahun—masih belum diketahui secara pasti. Suhu telah meningkat sekitar 1,8 derajat F dan diperkirakan akan terus meningkat meskipun ada CO saat ini₂ tingkat tetap tidak berubah.

“Ada penundaan yang harus diperhitungkan oleh model dunia modern kita, dan kita tidak bisa menyelesaikan penundaan tersebut dalam catatan sedimen,” kata Hönisch. “Diperlukan model yang berbeda untuk memperkirakan seberapa hangat suhu saat kita mencapai 560 ppm, karena tidak ada es di kutub selama Paleosen dan Eosen. Sirkulasi laut dalam akan memakan banyak CO2 dan panas, tapi satu siklus penuh sirkulasi lautan memerlukan waktu sekitar seribu tahun untuk diselesaikan.”

Penulis studi tersebut mengatakan tren pemanasan yang panjang dan bertahap pada Paleosen dan Eosen tampaknya didorong oleh kombinasi kekuatan tektonik yang menata ulang daratan bumi, dan penurunan penguburan bahan organik, sehingga lebih banyak karbon yang tersisa di bumi. suasana. daripada dikirim ke dasar lautan. Hipertermia supercharged tampaknya terjadi ketika lava bertemu dan membakar sejumlah besar sedimen organik, melepaskan karbon yang dikandungnya ke udara.

“Ini [hyperthermals] mungkin mewakili skenario kasus menengah hingga terburuk,” kata Harper. “Kita dapat menyelidikinya untuk menjawab: Perubahan lingkungan apa yang terjadi akibat pelepasan karbon ini?”

Tim peneliti mendasarkan studi pada inti yang sebelumnya diekstraksi oleh Program Penemuan Laut Internasional di dua lokasi di Pasifik. Untuk menentukan CO lautan₂ tingkat, para peneliti beralih ke sisa-sisa fosil foraminiferasel tunggal. plankton membentuk cangkang. Cangkang foram, demikian sebutan informalnya, mengakumulasi sejumlah kecil unsur boron, sebuah isotop yang memantulkan CO.₂ konsentrasi di lautan pada saat cangkang terbentuk, menurut karya sebelumnya oleh Hönisch dan lainnya.

Para peneliti mengukur kandungan kimia boron pada cangkang, dan mampu menerjemahkan nilai tersebut ke CO atmosfer air laut masa lalu.₂ konten dengan membandingkan nilai dengan pengamatan modern.

Inti diekstraksi dari Kebangkitan Shatskydataran bawah air di Pasifik Utara subtropis di timur Jepang, lokasi ideal untuk memulihkan sedimen dasar laut yang mencerminkan kondisi kuno. Cangkang karbonat akan larut jika mengendap di laut dalam, sehingga para ilmuwan harus melihat ke dataran tinggi seperti Shatsky, yang kedalaman airnya relatif dangkal, sekitar 2 kilometer.

Studi ini ditulis bersama oleh para peneliti dari Universitas California Santa Cruz, Vassar College, dan Universitas Hawaii. Hal ini didanai oleh US National Science Foundation.

Sebagian berdasarkan siaran pers Universitas Utah.