Dagens ökningstakt för koldioxid i atmosfären är 10 gånger snabbare än vid någon annan tidpunkt under de senaste 50.000 åren, har forskare kommit fram till genom en detaljerad kemisk analys av gammal antarktisk is.
Resultaten, som publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences, ger viktig ny förståelse för abrupta klimatförändringsperioder i jordens förflutna och ger ny insikt i de potentiella effekterna av klimatförändringar idag.
”Att studera det förflutna lär oss hur annorlunda det är idag. Hastigheten för CO2-förändringar idag är verkligen utan motstycke”, säger Kathleen Wendt, biträdande professor vid Oregon State Universitys College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences och studiens huvudförfattare.
Vår forskning identifierade de snabbaste hastigheterna för tidigare naturlig CO2-ökning som någonsin observerats, och den hastighet som inträffar idag, till stor del driven av mänskliga utsläpp, är 10 gånger högre.
Koldioxid, eller CO2, är en växthusgas som förekommer naturligt i atmosfären. När koldioxid kommer ut i atmosfären bidrar den till att värma upp klimatet på grund av växthuseffekten. Tidigare har nivåerna fluktuerat på grund av istidscykler och andra naturliga orsaker, men idag stiger de på grund av mänskliga utsläpp.
Isen som byggts upp i Antarktis under hundratusentals år innehåller gamla atmosfäriska gaser som fångats i luftbubblor. Forskare använder prover från isen, som samlats in genom borrkärnor på upp till 3,2 kilometers djup, för att analysera spårkemikalierna och bygga upp register över tidigare klimat.
Tidigare forskning visade att det under den senaste istiden, som slutade för cirka 10 000 år sedan, fanns flera perioder då koldioxidnivåerna verkade hoppa mycket högre än genomsnittet. Men dessa mätningar var inte tillräckligt detaljerade för att avslöja de snabba förändringarnas fulla natur, vilket begränsade forskarnas förmåga att förstå vad som hände, säger Wendt.
”Man skulle nog inte förvänta sig att se något sådant mitt under den senaste istiden”, säger hon. ”Men vårt intresse väcktes och vi ville gå tillbaka till de här perioderna och göra mer detaljerade mätningar för att ta reda på vad som hände.”
Med hjälp av prover från iskärnan West Antarctic Ice Sheet Divide undersökte Wendt och hennes kollegor vad som hände under dessa perioder. De identifierade ett mönster som visade att dessa hopp i koldioxid inträffade tillsammans med nordatlantiska kalla intervaller som kallas Heinrich Events och som är förknippade med plötsliga klimatförändringar runt om i världen.
”Dessa Heinrich-händelser är verkligen anmärkningsvärda”, säger Christo Buizert, docent vid College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences och medförfattare till studien. ”Vi tror att de orsakas av en dramatisk kollaps av det nordamerikanska istäcket. Detta sätter igång en kedjereaktion som innebär förändringar i de tropiska monsunerna, västvindarna på södra halvklotet och dessa stora utsläpp av CO2 som kommer ut ur haven.”
Under den största av de naturliga höjningarna ökade koldioxiden med cirka 14 miljondelar på 55 år. Dessa hopp inträffade ungefär en gång var 7 000:e år eller så. Med dagens hastighet tar en sådan ökning bara 5 till 6 år.
Mycket tyder på att de västliga vindar som spelar en viktig roll för djuphavscirkulationen också förstärktes under tidigare perioder av naturlig koldioxidökning, vilket ledde till en snabb frigörelse av koldioxid från Södra ishavet.
Annan forskning har föreslagit att dessa västliga vindar kommer att förstärkas under nästa århundrade på grund av klimatförändringarna. De nya rönen tyder på att om detta inträffar kommer det att minska Södra oceanens förmåga att absorbera koldioxid som genererats av människor, konstaterar forskarna.
”Vi förlitar oss på att Södra oceanen ska ta upp en del av den koldioxid vi släpper ut, men snabbt ökande sydliga vindar försvagar dess förmåga att göra det”, säger Wendt.
Ytterligare information: Kathleen A. Wendt et al, Southern Ocean drives multidecadal atmospheric CO2 rise during Heinrich Stadials, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2319652121
