Bagaimana iklim kita yang hangat akan stabil? Ilmuwan melihat masa lalu yang jauh

Berkat emisi gas rumah kaca yang tak terkendali, planet kita menyusun versi iklim dari monster Dr. Frankenstein. Kami masih memiliki es dari bagian yang lebih hangat dari Zaman Es bahkan saat suhu kami mendekati lebih hangat Pliosen tingkat 3 juta tahun yang lalu. Sementara itu, mitra kami₂ Level antara Zaman Es dan musin 10 juta tahun yang lalu, kita berisiko Eosen Rumah kaca yang belum pernah kita lihat selama 40 juta tahun.

Pada titik tertentu, perpaduan abnormal dari bagian iklim yang asimetris ini harus bergeser ke keseimbangan baru – tetapi ketika apa atau apa Sasaran? Seperti apa keseimbangan ini? Banyak dari itu kembali kepada kita, berdasarkan seberapa cepat kita mencapai nol emisi gas rumah kaca. Tetapi itu juga tergantung pada planet kita – seberapa “sensitif” itu terhadap gas rumah kaca dan seberapa cepat ia bereaksi terhadap perubahan.

Penemuan kepekaan planet kita terhadap gas rumah kaca adalah “cawan suci” bagi para ilmuwan Sejak tahun tujuh puluhanTapi dia bertahan dengan keras kepala Tahan upaya untuk menahannya. Yang terbaik yang bisa kita lakukan adalah rentang yang luas: pemanasan 1,5° hingga 4,5°C dalam kasus karbon dioksida₂ tingkat ganda. Ini adalah kisaran suhu yang sangat besar, dan kami Kemungkinan akan berlipat ganda Perusahaan pra-industri₂ Level abad ini Bahkan ketika kita ingin menghindari pemanasan di atas 2°C, mempersempit kisaran ini akan menjadi kunci untuk memahami seperti apa iklim kita yang mirip Frankenstein saat mencapai keseimbangan baru.

Kami telah meninggalkan era Holosen

Sebagian dari ketidakpastian adalah karena rekaman instrumen kami menangkap begitu sedikit iklim dingin yang kami tinggalkan. Pada tahun 2100, kita berada di jalur menuju suhu global antara ~2,7°C dan 3,6°C Lebih hangat dari pra-industri. Ini jauh lebih hangat daripada seluruh Holosen, periode geologis sejak gunung es terakhir ketika masyarakat manusia berkembang dengan pertanian, kota, dan industri.

Dr Jessica Tierney dari University of Arizona mengatakan kepada saya: “Kita berbicara tentang pemanasan setara dengan Pliosen, tetapi di CO₂ Level yang… yang akan membawa kita jauh ke masa lalu… mungkin [the] Periode hangat Miosen.

Di Pliosen, nenek moyang kita juga Australopithecus Dia belum sepenuhnya berkomitmen untuk hidup di luar pepohonan. Sebagian besar es yang saat ini ditemukan di Greenland dan Antartika Barat tidak ada, dan permukaan laut berada di antara Lima dan 25 meter dari pada tahun 1900. Pada tahun musin, untuk kita Nenek moyang masih monyetMungkin permukaan laut 48 meter lebih tinggiDan sebagian Antartika subur hutan.

“Iklim kuno adalah satu-satunya konteks kita untuk seperti apa dunia yang hangat itu,” kata Tierney. “Kami meminta model kami untuk mensimulasikannya untuk kami, tetapi jika kami ingin tahu apa yang sebenarnya terjadi dalam peningkatan CO₂ dunia, kita harus melihat ke masa lalu sebagai contoh.”

Mencelupkan kaki di laut purba

Untuk melakukan ini, pertama-tama Anda harus mengukur suhu kuno dan karbon dioksida₂ tingkat.

Karena tidak ada termometer atau spektrofotometer inframerah Pada saat itu, para ilmuwan menggunakan pengukuran tidak langsung, atau “proksi”, yang merupakan elemen yang mengubah komposisi kimia, isotop, atau fisiknya sebanding dengan perubahan suhu, dan karbon dioksida.₂ tingkat, atau bahkan curah hujan. di sana Banyak agen seperti itu untuk dipilih, mulai dari yang vulgar (proporsi berbagai elemen dan isotop) hingga yang aneh (urinoirkertas lilin sisik ngengat, dan pori-pori daun).

Setiap agen dikalibrasi untuk memungkinkan konversi ke nilai iklim yang relevan, seperti suhu, karbon dioksida₂sistem presipitasi, dll. Kalibrasi ini seringkali jauh dari mudah, sehingga proxy umumnya dianggap terlalu tidak pasti dan berisik untuk membatasi angka sensitivitas iklim terlalu banyak. Tapi ini telah berubah.

Untuk memberikan satu contoh, perkiraan suhu di Eosen sangat bervariasi. Itu jelas salah satu periode terpanas dalam sejarah planet ini, dengan kondisi yang diyakini sesuai dengan masa depan kita yang ekstrem dan tidak mungkin lebih buruk, dan emisi tinggi. Namun, perkiraan berapa banyak pemanasan dari era pra-industri sangat berbeda dari 9 derajat hingga 23 derajat Celcius lebih hangat. Inkonsistensi antara proxy, metode, dan kerangka waktu semuanya menambah kebisingan.

Beberapa proyek disiapkan untuk memperbaiki masalah ini. Dalam satu contoh, Dr Gordon Inglis dari University of Southampton, dengan bantuan rekan-rekan, dengan hati-hati Dikuratori dan dianalisis grup besar Dari agen dengan cakupan global yang wajar. “Kami melihat beberapa metode (untuk pertama kalinya) dan menerapkannya pada kumpulan data yang sama (untuk pertama kalinya),” kata Inglis kepada saya melalui email tahun lalu. “Ini memungkinkan untuk perbandingan metode.”

Perkiraan tim suhu awal di Eosen menunjukkan bahwa era tersebut 10 hingga 16 derajat Celcius lebih hangat daripada era pra-industri. Perkiraan ini lebih kuat dan akurat daripada sebelumnya, memungkinkan para ilmuwan untuk memperkirakan sensitivitas iklim zaman kita pada 3,1°C pemanasan per karbon dioksida.₂ Gandakan, validasikan nilainya di Laporan IPCC Terbaru. Namun pendekatan ketat tim menyoroti beberapa masalah. Agen suhu laut berdasarkan lipid mikroba yang disebut “TEX86, “misalnya, cenderung mengeluarkan suhu yang lebih hangat daripada agen lain, dan beberapa agen liar (fosil daun, serbuk sari, dan bahan kimia bernama”)GDGT bercabang“dari bakteri tanah dan gambut) hingga maksimum ketika suhu lingkungan sekitar sekitar 25 ° hingga 30 ° C.

“Jika kami mengecualikan data berbasis darat … kami mendapatkan perkiraan suhu yang jauh lebih tinggi,” jelas Inglis.

Data agen pengiriman sering diukur dari kecil Mayat plankton hanya ini 0,01 milimeter (.004 inci) lebar. Isotop oksigen dalam plankton memberi tahu kita berapa suhu air laut tempat plankton tinggal, tetapi isotop ini dapat berubah di kuburan sedimennya selama jutaan tahun sebelum diambil sampelnya.

Masalah ini mengganggu pekerjaan awal yang menunjukkan bahwa iklim hangat di masa lalu membuat daerah tropis sedingin sekarang. Ternyata isotop-isotop kerangka kecil itu disetel ulang setelah mati oleh air tanah yang dingin, jadi para ilmuwan sekarang hanya menggunakan tubuh asli yang dengan cepat terkubur di lumpur, mengisolasi airnya.

Di lain waktu, kontradiksi antar laboratorium yang berbeda Mereka menenggelamkan sinyal iklim, sehingga para ilmuwan menetapkan bahan kimia referensi standar untuk memastikan laboratorium memiliki dasar yang konsisten. Ini mengurangi ketidakpastian dalam karbon monoksida purba₂ Pengukuran berdasarkan isotop boron Sesuai urutan ukuran. Sementara itu, semakin alat sensitif Itu memungkinkan untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dari sampel yang lebih kecil, dan membuka pintu ke teknologi baru yang lebih kuat.

Upaya ini telah menghasilkan iklim kuno (“iklim kuno”) dan Setara dengan bukti lainnya Saat para ilmuwan berusaha mempersempit ketidakpastian iklim untuk masa depan kita. Profesor Dan Lunt dari Universitas Bristol mengatakan kepada saya: “Sepertinya periode waktu kuno ini akan menjadi alat yang sangat kuat untuk memungkinkan kita menyempurnakan model kita.”