For omtrent 55,9 millionar år sidan, i overgangen mellom dei geologiske periodane paleocen og eocen, skjedde ei brå global oppvarming.

Ny forsking tydar på at endringane i denne perioden kanskje ikkje var fullt så brå som ein har tenkt seg, i alle fall ikkje når det gjeld intensiteten på tilførselen av karbon til atmosfæren.

PETM

Perioden kallast PETM (paleocen-eocen-termalmaksimumet), og geologane bak den nye undersøkinga seier den er vurdert som den beste å samanlikne dagens situasjon med.

- PETM har blitt brukt ein del som samalikningsgrunnlag for dagens utslepp av drivhusgassar. Dei fleste har nok trudd at utsleppa under PETM var større og raskare enn det som skjer i dag.

Det kommenterer forskar Kerim H. Nisancioglu ved Bjerknes senter for klimaforskning i Bergen. 

- Unikt eksperiment

Ei ny undersøking av boreprøver frå Spitsbergen (Svalbard) tyder på at tilførselen av karbon til atmosfæren gjekk mykje saktare i denne perioden enn den gjer i dag.

- Det er foruroligande i og med at vi no står utan eksempel frå tidlegare episodar der så store mengder med karbon blir tilført atmosfæren så raskt som i dag, seier Nisancioglu.

- Det betyr at det vi gjer i dag er eit unikt eksperiment i jordas historie, seier han.

Forskarane bak den nye studien trur intensiteten på dagens utslepp kan gjere det vanskeleg for det biologiske miljøet å omstille seg.

Dei trur oppvarmingsperioden under PETM varte i 20 000 år, og har undersøkt 55 meter med borekjerner som representerer 170 000 år.

Kalsiumkarbonat

Bakgrunnen for studien var at forskarane tvilte på nøyaktigheita til tidlegare geologiske undersøkingar av PETM.

Denne typen undersøkingar blir vanlegvis gjort på borekjerner henta i område som var djup havbotn for 55,9 millionar år sidan.

Slike kjerner inneheld lag med kalsiumkarbonat frå marine dyr, som indirekte kan fortelje geologane noko om temperaturendringar og karbonkonsentrasjon i dei aktuelle periodane.

Problemet er at når store mengder drivhusgassar – som CO2 eller metan – blir slept ut i atmosfæren, blir havet surare.

Ufullstendig

Eit surare hav løyser opp meir kalsiumkarbonat, noko som kan gjere naturens eiga geologiske registrering av klimaendringar ufullstendig.

- Korleis kan vi finne hastigheita på endringa av karbon i atmosfæren dersom registreringa ikkje er komplett. Den ufullstendige registreringa får oppvarminga i perioden til å sjå meir brå ut.

Det seier professor Lee R. Kump ved Pennsylvania State University i USA i ei pressemelding.

Eller ein kan seie at det ser ut som det plutseleg blei tilført veldig mykje karbon til havet og atmosfæren.

Saman med kollegaene bestemte Kump seg for å sjekke områder som var grunn arktisk havbotn under PETM.

Under ein internasjonal ekspedisjon til Spitsbergen kom dei over ei samling aktuelle borekjerner hos geolog Malte Jochmann frå gruveselskapet Store Norske.

55 meter

- Djuphavskjerner har vanlegvis frå 10 centimeter til 1 meter med kjerne som korresponderer til PETM, seier Kump.

Borekjernene frå Spitsbergen frå denne perioden er altså på 55 meter, og her har ikkje kalsiumkarbonatet blitt brote ned på same måten av eit surare hav.

Dei store sedimentseksjonane gjer forskarane i stand til å danne seg eit bilete av drivhusgassprofilen til atmosfæren på denne tida.

Fordi kjernesegmenta er større, blir det enklare å studere kva som har skjedd over tid.

- Vi trur at Spitsbergen-kjernene er ganske komplette, og at dei viser eit intervall på rundt 20 000 år for injeksjonen av CO2 under PETM, seier Kump.

9-16 grader

Ved hjelp av datamodellar har forskargruppa kome fram til kor store mengder drivhusgasser og kor høg temperatur som måtte til for at det skulle danne seg slike mengder karbonisotopar som dei ser i borekjernene.

Ifølgje modellane steig temperaturen med mellom 9 og 16 grader i denne perioden, og havet blei surare.

I tillegg skal dagens tilførsel av karbon til atmosfæren vere grovt rekna 10 gonger raskare enn den mest intense fasen av PETM.

Beregningane viser at atmosfæren blei tilført 0,3-1,7 Pg C per år. Pg C betyr petagram og er det same som én milliard tonn.

- Dagens utslepp frå fossilt brensel og lignande ligg på rundt 7 Pg C per år. Auken i atmosfæren er redusert til halvparten av dette fordi det meste blir teke opp av havet og noko av biosfæren på land, seier Nisancioglu ved Bjerknessenteret.

Kva som var kjelda til alt karbonet som blei tilført atmosfæren under PETM er ikkje klart, men det kan ha vore utøyst av vulkanutbrot.

Forskarane veit heller ikkje kor høg CO2-konsentrasjonen var i atmosfæren under PETM.

- Det er det store spørsmålet. Det er veldig vansjelig å svare på med dei målingene vi har tilgjengeleg. I litteraturen finnast det estimat frå 300 til 2000 ppm for sein paleocen, seier Ian C. Harding ved University of Southampton til forskning.no. Han er ein av forfattarane på studien.

- Unikt og banebrytande

 - Det har vore vanskeleg å finne fram til nøyaktige estimat på tida sjølve utsleppa tok under PETM. I så måte er resultata frå Svalbard unike og banebrytande, kommenterer Nisancioglu.

- Det vi veit frå PETM er at dei høge verdiane av CO2 i atmosfæren ga ei kraftig oppvarming over ein relativ kort periode, og forårsaka massive øydeleggingar i havet på grunn av havforsuringa dette medførte, seier han.

Forsuringa skjedde fordi mykje av karbonet i atmosfæren blei tatt opp av havet.

- Det er dette ein fryktar skal skje igjen på grunn av dei aukande mengdene med CO2 i atmosfæren. Det meste av dei menneskeskapte utsleppa blir tatt opp av havet og fører til stadig synkande pH-verdiar.

- Dette er kritisk både for korallrev og anna marint liv som er avhengig av ei oppbygning, det vil seie skal, som består av kalsiumkarbonat, seier Nisancioglu.

Han fortel at vi må gå tre millionar år tilbake i tid for å finne ein periode med like mykje CO2 i atmosfæren som vi har i dag.

Referanse:

Ying Cui, Lee R. Kump, Andy J. Ridgwell, Adam J. Charles, Christopher K. Junium, Aaron F. Diefendorf, Katherine H. Freeman, Nathan M. Urban og Ian C. Harding; Slow release of fossil carbon during the Palaeocene–Eocene Thermal Maximum; Nature Geoscience; juni 2011; doi:10.1038/ngeo1179.

- - - - - -

Artikkelen blei oppdatert med bilete og ein kommentar frå Ian C. Harding 9. juni 2011, klokka 09:45.