古代贝壳暗示过去的高二氧化碳水平可能会回归

一个人在蓝色的水中拿着一个贝壳

研究人员使用两种方法分析在深海海底沉积物核心中发现的微小生物,估计了过去 66 万年的二氧化碳水平。

他们的发现显示了海洋-大气二氧化碳水平演变的一致图景。

“在 CO2 大约 1500 ppm 的水平,最后一次出现是在大约 50 万年前,它是如此温暖,以至于我们在北极发现了鳄鱼化石。”

这项新的环境重建研究表明,21 世纪的碳排放有可能使大气中的二氧化碳 (CO2) 到很多时候都没有见过的水平 气候变暖 地球遥远的过去。

研究发现 CO2 研究人员说,大气中的百万分之 1,500 (ppm) 的水平与 50 万年前的极端全球变暖有关,当时气候如此温暖以至于两极不存在冰。

“例如,在 CO2 大约 1500 ppm 的水平,最后一次出现是在大约 50 万年前,它是如此温暖,以至于我们在北极发现了鳄鱼化石,”圣安德鲁斯大学地球与环境科学学院的读者 James Rae 说。该论文的第一作者 地球与行星科学年度回顾.

在过去的一百万年里,CO2 随着地球气候进出冰河时代,农业和人类定居的曙光仅在 CO180 时才建立,水平在 300 ppm 和 XNUMX ppm 之间缓慢波动2 并在年底气候稳定 最后的冰河时代大约在 10,000 年前,Rae 说。 “在过去的 100 年里,化石燃料燃烧推动了 CO2 从 280 到 414 ppm。”

更改 CO2 通过地球的历史

“在社会上,我们都关心大气中的二氧化碳,而在古气候学中,我们有这些方法来观察 CO2 地球历史的变化,”合著者、德克萨斯农工大学海洋学系助理教授张一格说。

“特别是,这两种基于海洋的方法是最常见的两种方法,可以说是最准确的。 我们使用了这两种最先进的方法,分析了它们如何相互比较,并查看了它们在过去 66 万年中告诉我们的历史。”

研究人员使用了两种替代方法来重建过去 66 万年(也称为新生代)的二氧化碳水平:一种方法使用链烯酮中的碳同位素,另一种方法使用浮游有孔虫(具有方解石壳的单细胞生物)中的硼同位素,常见于海洋岩心。

最后一次CO2 三百万年前的温度和今天一样高,它推动了足够的变暖,融化了格陵兰岛和南极洲西部的所有冰。

“这些数据让我们能够看到 CO2 地球的历史已经发生了变化,这对气候产生了影响,”雷说。 “在过去的 66 万年里,我们发现 CO2 和全球气候齐头并进,二氧化碳含量更高2 与截然不同的气候相关的水平。”

张协助监督 烯酮 方法团队与苏黎世联邦理工学院教授 Heather Stoll 和德克萨斯 A&M 研究生刘晓庆一起协助了这项研究。 Rae 与南安普顿大学的 Gavin Foster 和圣安德鲁斯大学的 Ross Whiteford 一起研究了硼同位素方法。

“烯酮方法从数百万年前藻类产生的生物标志物开始,这些藻类,就像今天的藻类一样,是光合作用的——就像陆地上的植物或树木一样,”张说。 “当这些藻类进行光合作用时,它们会分离碳同位素。 该过程由许多因素决定,其中之一是 CO 的量2 他们可以在海水中使用。”

碳排放水平时间表

他说,这些生物标志物留下了碳水平的时间表。

研究人员从深海海底的泥芯中取样,在那里积累了微观化石和古老的分子,从而保存了二氧化碳的历史2 和气候。 通过超灵敏仪器发射这些古老的原子,科学家们可以检测到二氧化碳过去变化的化学指纹2.

“我们测量的贝壳和分子捕捉海水生长时的化学成分,”雷说。 “在过去的 20 年里,科学家们已经找到了如何使用这些化学指纹来重建多少二氧化碳2 在海水和它上面的大气中。”

这些方法多年来一直是研究人员各种努力的焦点,他们共同致力于使本文为更广泛的努力做出贡献,以结合更广泛的古 CO2 代理。 最近对这些方法的改进现在可以更准确地重建古代大气。

“这种精制方法产生 CO2 估计与冰芯衍生的 CO 一致2 过去一百万年的记录,”张说。 “这让我们更有信心将重建扩展到整个 新生代时代.

最后一次CO2 雷说,三百万年前的海拔和今天一样高,它推动了足够的变暖,使格陵兰岛和南极洲西部的所有冰块融化,海平面上升约 60 英尺。

“全球变暖赶上二氧化碳需要时间2 水平,但地质记录告诉我们,如果我们不使用更清洁的方式获取能量,我们将走向何方,”Rae 说。

其他合著者来自圣安德鲁斯大学、南汉普顿大学和瑞士联邦理工学院。

来源: 得克萨斯州A与M大学

关于作者

莱斯利·李-德州农工大学

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