Gil.K/Shutterstock
Förra gången globala koldioxidnivåer konsekvent låg på eller över 400 miljondelar (ppm) var ca. för fyra miljoner år sedan under en geologisk period känd som Pliocen eran (mellan 5.3 miljoner och 2.6 miljoner år sedan). Världen var ungefär 3? varmare och havsnivåerna var högre än idag.
Vi vet hur mycket koldioxid atmosfären innehöll tidigare genom att studera iskärnor från Grönland och Antarktis. När komprimerad snö gradvis övergår till is, fångar den luft i bubblor som innehåller prover av atmosfären på den tiden. Vi kan ta prov på iskärnor för att rekonstruera tidigare koncentrationer av koldioxid, men detta rekord tar oss bara omkring en miljon år tillbaka.
Bortom en miljon år har vi inga direkta mätningar av sammansättningen av forntida atmosfärer, men vi kan använda flera metoder för att uppskatta tidigare nivåer av koldioxid. En metod använder förhållandet mellan växtporer, så kallade stomata, som reglerar gasutbytet in och ut ur växten. Tätheten av dessa stomata är relaterad till atmosfärisk koldioxid, och fossila växter är en bra indikator på koncentrationer i det förflutna.
En annan teknik är att undersöka sedimentkärnor från havsbotten. Sedimenten byggs upp år efter år när kroppar och skal av död plankton och andra organismer regnar ner på havsbotten. Vi kan använda isotoper (kemiskt identiska atomer som bara skiljer sig åt i atomvikt) av bor tagna från skalen på det döda planktonet för att rekonstruera förändringar i havsvattnets surhetsgrad. Utifrån detta kan vi räkna ut nivån av koldioxid i havet.
Data från fyra miljoner år gamla sediment tyder på det koldioxiden låg på 400 ppm då.
Havsnivåer och förändringar i Antarktis
Under kallare perioder i jordens historia växer istäcken och glaciärer och havsnivån sjunker. Under det senaste geologiska förflutna, under den senaste istiden för cirka 20,000 XNUMX år sedan, var havsnivån minst 120 meter lägre än de är idag.
Ny forskning visar att västra Antarktis nu smälter. Elaine Hood/NSF
Havsnivåförändringar beräknas från förändringar i isotoper av syre i skalen på marina organismer. För pliocentiden, forskning visar att havsnivåförändringen mellan kallare och varmare perioder var cirka 30-40 meter och havsnivån var högre än idag. Även under Pliocen vet vi att den västantarktiska istäcket var betydligt mindre och globala medeltemperaturer var cirka 3? varmare än idag. Sommartemperaturer på höga nordliga breddgrader var upp till 14? varmare.
Detta kan tyckas vara mycket men moderna observationer visar starka polär amplifiering av uppvärmning: en 1? ökning vid ekvatorn kan höja temperaturen vid polerna med 6-7?. Det är en av anledningarna till att arktisk havsis försvinner.
Påverkan i Nya Zeeland och Australasien
I den australiska regionen fanns det inget Stora Barriärrevet, men det kan ha funnits mindre rev längs Australiens nordöstra kust. För Nya Zeeland är den partiella smältningen av den västantarktiska istäcket förmodligen den mest kritiska punkten.
Ett av nyckeldragen i Nya Zeelands nuvarande klimat är att Antarktis är avstängt från global cirkulation under vintern på grund av den stora temperaturkontrast mellan Antarktis och södra oceanen. När den kommer tillbaka i cirkulation på våren får Nya Zeeland starka stormar. Stormigare vintrar och betydligt varmare somrar var sannolikt i mitten av Pliocen på grund av en svagare polarvirvel och ett varmare Antarktis.
Det kommer att ta mer än några år eller decennier av koldioxidkoncentrationer vid 400 ppm för att utlösa en betydande krympning av den västantarktiska istäcket. Men nyare studier visar det Västantarktis smälter redan.
Havsnivåhöjningen från en partiell smältning av Västantarktis kan lätt överstiga en meter eller mer år 2100. Om hela Västantarktis smälte skulle det faktiskt kunna höja havsnivån med cirka 3.5 meter. Ännu mindre ökningar ökar risken för översvämningar i låglänta städer inklusive Auckland, Christchurch och Wellington.
Om författaren
James Shulmeister, professor, University of Canterbury
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
relaterade böcker
Klimatförändring: Vad alla behöver veta
av Joseph Romm
Den väsentliga grunden för vad som kommer att bli den avgörande frågan om vår tid, Klimatförändring: Vad alla behöver veta är en tydlig överblick över vetenskapens, konflikterna och konsekvenserna av vår uppvärmningsplan. Från Joseph Romm, chefvetenskapliga rådgivare för National Geographic's År av Living Dangerously serier och en av Rolling Stone's "100-personer som förändrar Amerika" Klimatförändring erbjuder användarvänliga, vetenskapligt stränga svar på de svåraste (och oftast politiserade) frågorna kring vilken klimatolog Lonnie Thompson har ansett "en klar och nuvarande fara för civilisationen". Finns på Amazon
Klimatförändring: Vetenskapen om global värme och vår energi Framtidens andra utgåvan Edition
av Jason Smerdon
Denna andra upplagan av Klimatförändring är en tillgänglig och omfattande guide till vetenskapen bakom global uppvärmning. Exklusivt illustrerad, texten riktas mot studenter på olika nivåer. Edmond A. Mathez och Jason E. Smerdon ger en bred, informativ introduktion till vetenskapen som ligger till grund för vår förståelse av klimatsystemet och effekterna av mänsklig aktivitet på uppvärmningen av vår planet.Mathez och Smerdon beskriver rollerna som atmosfären och havet spela i vårt klimat, introducera begreppet strålningsbalans och förklara klimatförändringar som inträffade tidigare. De beskriver också de mänskliga aktiviteter som påverkar klimatet, som växthusgas och aerosolutsläpp och avskogning samt effekterna av naturfenomen. Finns på Amazon
Vetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs
av Blair Lee, Alina Bachmann
Vetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs använder text och arton hands-on-aktiviteter att förklara och undervisa vetenskapen om global uppvärmning och klimatförändringar, hur människor är ansvariga och vad som kan göras för att sakta eller stoppa graden av global uppvärmning och klimatförändringar. Denna bok är en komplett, omfattande guide till ett viktigt miljöämne. Ämnen som omfattas av denna bok är: hur molekyler överför energi från solen för att värma atmosfären, växthusgaser, växthuseffekten, den globala uppvärmningen, den industriella revolutionen, förbränningsreaktionen, återkopplingsslingorna, förhållandet mellan väder och klimat, klimatförändringar, kolsänkor, utrotning, kolavtryck, återvinning och alternativ energi. Finns på Amazon
Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.
