Μια νέα διεθνής ανάλυση των θαλάσσιων απολιθωμάτων δείχνει ότι η αύξηση της θερμοκρασίας των πολικών ωκεανών κατά τη διάρκεια του Ηώκαινου, μια περίοδο θερμοκηπίου που παρέχει μια εικόνα των πιθανών μελλοντικών αλλαγών στο κλίμα της Γης, ήταν μεγαλύτερη από ό, τι εθεωρείτο μέχρι σήμερα.
Μελετώντας τη χημική σύνθεση των απολιθωμένων Forraminafera, μικροσκοπικών μονοκύτταρων οργανισμών που ζούσαν σε ρηχά τροπικά νερά, μια ομάδα ερευνητών παρήγαγε ακριβείς εκτιμήσεις των θερμοκρασιών της τροπικής θαλάσσιας επιφάνειας και της χημείας θαλάσσιου ύδατος κατά το Ηώκαινο, δηλ. 56-34 εκατομμύρια χρόνια πριν. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα, οι ερευνητές τελειοποίησαν τις εκτιμήσεις από προηγούμενες μελέτες των foram που συλλαμβάνονται σε πολικές συνθήκες για να δείξει ότι οι τροπικοί ωκεανοί θερμαίνοντι σημαντικά στο Ηώκαινο, αλλά όχι τόσο όσο οι πολικοί ωκεανοί.
Είναι σημαντικό ότι, όταν τα σύγχρονα κλιματικά μοντέλα – τα ίδια με αυτά που χρησιμοποιούνται στις πρόσφατες Διακυβερνητικές Ομάδες των Ηνωμένων Εθνών για τις εκθέσεις για την αλλαγή του κλίματος – λειτουργούν υπό συνθήκες Ηώκαινου, πολλοί βέβαια δεν θα μπορούσαν να επαναλάβουν αυτά τα ευρήματα. Αντ ‘αυτού, τα μοντέλα υποτιμήθηκαν με συνέπεια την υπερθέρμανση του πολικού ωκεανού στο Ηώκαινο.
Αυτή η διαφορά μπορεί να οφείλεται σε κενό κατανόησης του κλιματικού συστήματος ή σε αυτό που γνωρίζουμε για το Ηώκαινο, δήλωσε ο David Evans, επικεφαλής της μελέτης και Research Fellow στο Πανεπιστήμιο του St Andrews “School of Earth and Environmental Sciences”. Αν πράγματι σχετίζεται με το κλιματικό σύστημα, αυτό δημιουργεί την πιθανότητα ότι οι προβλέψεις για τη μελλοντική πολική αύξηση της θερμοκρασίας είναι επίσης πολύ χαμηλές.
Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους αυτήν την εβδομάδα στο Proceedings of the National Academy of Sciences.
Οι επιστήμονες συχνά μελετούν το Ηώκαινο για να κατανοήσουν πώς η Γη αποκρίνεται σε υψηλότερα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα. Κατά τη διάρκεια του Ηώκαινου, η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ήταν πάνω από 560 μέρη ανά εκατομμύριο, τουλάχιστον δύο φορές περισσότερο από τις προβιομηχανικές περιόδους και η εποχή ξεκίνησε με μια μέση παγκόσμια θερμοκρασία πάνω από 8 βαθμούς Κελσίου – περίπου 14 βαθμούς Φαρενάιτ – από σήμερα, σταδιακά να ψύχεται στα επόμενα 22 εκατομμύρια χρόνια. Τα χαρακτηριστικά αυτά καθιστούν το Ηώκαινο μια καλή περίοδο για να δοκιμάσουμε την κατανόηση του κλιματικού συστήματος, δήλωσε η Laura Cotton, μελετητής – συγγραφέας και επιμελήτρια της Μικροπαλαιοντολογίας στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Φλόριντα.
Τα Forams σχηματίζουν τα κελύφη τους σε σύνδεση με τις ωκεάνιες θερμοκρασίες και χημεία, ενεργώντας ως κάψουλες μικροσκοπικά φορά, που το καθένα περιέχει μια ακριβή καταγραφή της θερμοκρασίας και των ωκεανών χημεία διάρκεια της ζωής του. Τα κελύφη τους γίνονται κατά κύριο λόγο με ασβέστιο, άνθρακα και οξυγόνο. Τα βαριά ισότοπα του άνθρακα και του οξυγόνου συνδέονται μαζί σαν ένα φράγμα και αυτό κάνει το κέλυφος – έτσι δείχνει ότι όσο πιο ψυχρή είναι η θερμοκρασία, τόσο περισσότερο συνδέονται μεταξύ τους.
Αναλύοντας αυτά τα συσσωματωμένα ισότοπα από τα απολιθωμένα δείγματα που βρέθηκαν στην Ινδία, την Ινδονησία και την Τανζανία, οι ερευνητές θα μπορούσαν να πάρουν μια ακριβή ανάγνωση της θερμοκρασίας της θάλασσας στις τροπικές περιοχές του Ηώκαινου. Έκαναν επίσης μια μικρή τρύπα σε κάθε δείγμα για να μετρηθεί η ποσότητα μαγνησίου και ασβεστίου που εξατμίστηκε, αποκαλύπτοντας τη χημεία του θαλασσινού νερού.
Διαπίστωσαν ότι η θερμοκρασία της τροπικής επιφάνειας της θάλασσας στο Eocene ήταν περίπου 6 βαθμοί Κελσίου – περίπου 10 βαθμοί Φαρενάιτ – θερμότερη από σήμερα.
Στη συνέχεια η ομάδα χρησιμοποίησε το σύνολο δεδομένων τους από τους τροπικούς για να υπολογίσει εκ νέου τη θερμοκρασία και τη χημεία των πολικών ωκεανών, βασιζόμενη σε προηγούμενες μελέτες των Forams που κατέλαβαν τις συνθήκες αυτών των περιοχών.
Με αυτόν τον διορθωτικό παράγοντα, διερεύνησαν το βαθμό στον οποίο οι πολικοί ωκεανοί θερμαίνονται περισσότερο από τους τροπικούς, ένα χαρακτηριστικό του κλιματικού συστήματος που είναι γνωστό ως πολική ενίσχυση. Τα στοιχεία τους έδειξαν ότι η διαφορά μεταξύ της πολικής και της ισημερινής θερμοκρασίας της θάλασσας στον Ηώκαινο ήταν περίπου 20 βαθμοί Κελσίου, περίπου 36 βαθμοί Φαρενάιτ. Σήμερα η διαφορά είναι 28 βαθμοί Κελσίου, γεγονός που δείχνει ότι οι πολικές περιοχές είναι πιο ευαίσθητες στις αυξήσεις του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα από τις τροπικές.
Ανησυχώντας, είπε ο Evans, όταν η ομάδα σύγκρινε τα δεδομένα τους με διάφορα σύγχρονα κλιματικά μοντέλα υπό συνθήκες Ηώκαινου, τα περισσότερα μοντέλα υποτιμούσαν την πολική ενίσχυση κατά 50% περίπου.
Τα δύο μοντέλα που πλησίαζαν περισσότερο την αναπαραγωγή των δεδομένων της ομάδας είχαν μία βασική πτυχή από κοινού – τροποποίησαν τον τρόπο με τον οποίο αντιπροσώπευαν τον σχηματισμό σύννεφων και τη μακροζωία των νεφών στην ατμόσφαιρα, ιδιαίτερα στις πολικές περιοχές.
Επιστημονικό Άρθρο:
David Evans, Navjit Sagoo, Willem Renema, Laura J. Cotton, Wolfgang Müller, Jonathan A. Todd, Pratul Kumar Saraswati, Peter Stassen, Martin Ziegler, Paul N. Pearson, Paul J. Valdes, Hagit P. Affek. Eocene greenhouse climate revealed by coupled clumped isotope-Mg/Ca thermometry. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018
