“Ongekend” – koolstofdioxide stijgt tien keer sneller dan ooit tevoren in de geschiedenis

Onderzoekers die een gedetailleerde chemische analyse van het oude Antarctische ijs hebben uitgevoerd, hebben ontdekt dat de huidige toename van kooldioxide in de atmosfeer tien keer sneller is dan ooit in de afgelopen 50.000 jaar.

De resultaten, zojuist gepubliceerd in Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappenbiedt een belangrijk nieuw inzicht in perioden van abrupte klimaatverandering in het verleden van de aarde en biedt nieuw inzicht in de potentiële gevolgen van klimaatverandering vandaag de dag.

“Het bestuderen van het verleden leert ons hoe verschillend de huidige CO2-uitstoot is₂ “De verandering van vandaag is werkelijk ongekend”, zegt Kathleen Wendt, assistent-professor aan het College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences van de Oregon State University en hoofdauteur van het onderzoek.

“Ons onderzoek heeft de snelste stijging van de natuurlijke CO2-uitstoot in het verleden ooit vastgesteld, en de snelheid waarmee dit vandaag de dag gebeurt, grotendeels veroorzaakt door menselijke uitstoot, is tien keer hoger.”

Koolstofdioxide, of CO2, is een broeikasgas dat van nature in de atmosfeer voorkomt. Wanneer kooldioxide in de atmosfeer terechtkomt, draagt ​​het bij aan de opwarming van het klimaat als gevolg van de opwarming van de aarde. In het verleden fluctueerden de niveaus als gevolg van ijstijdcycli en andere natuurlijke oorzaken, maar tegenwoordig stijgen ze als gevolg van menselijke emissies.

IJskernanalyse op Antarctica

Het ijs dat zich in de loop van honderdduizenden jaren op de Zuidpool heeft opgehoopt, omvat oude atmosferische gassen die gevangen zitten in luchtbellen. Wetenschappers gebruiken monsters van dit ijs, verzameld door kernen tot 3,2 kilometer diep te boren, om sporenchemicaliën te analyseren en records van het vroegere klimaat op te bouwen. De Amerikaanse National Science Foundation ondersteunde de ijskernboringen en de chemische analyse die in het onderzoek werden gebruikt.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat er tijdens de laatste ijstijd, die ongeveer 10.000 jaar geleden eindigde, verschillende perioden waren waarin het kooldioxideniveau ruim boven het gemiddelde leek te stijgen. Wendt zei dat deze metingen niet gedetailleerd genoeg waren om de volledige aard van de snelle veranderingen te onthullen, waardoor het vermogen van wetenschappers om te begrijpen wat er gebeurde werd beperkt.

Een stukje van de Antarctische ijskern. Onderzoekers bestuderen chemicaliën die vastzitten in oud ijs om meer te weten te komen over het klimaat in het verleden. Afbeelding tegoed: Katherine Stelling, Oregon State University

“Je verwacht dit misschien niet aan het einde van de laatste ijstijd”, zegt ze. “Maar onze interesse was gewekt en we wilden teruggaan naar die periodes en meer gedetailleerd metingen doen om te zien wat er gebeurde.”

Met behulp van monsters van de ijskern die de West-Antarctische ijskap verdeelt, onderzochten Wendt en zijn collega’s wat er in die periodes gebeurde. Ze identificeerden een patroon waaruit bleek dat deze sprongen in koolstofdioxide plaatsvonden naast koude periodes in de Noord-Atlantische Oceaan, bekend als Heinrich-gebeurtenissen, die verband houden met abrupte klimaatverschuivingen over de hele wereld.

“Deze Heinrich-gebeurtenissen zijn echt opmerkelijk”, zegt Christo Boisert, universitair hoofddocent aan de School of Earth, Oceanic and Atmospheric Sciences en co-auteur van het onderzoek. “We denken dat dit wordt veroorzaakt door de dramatische ineenstorting van de Noord-Amerikaanse ijskap. Dit veroorzaakt een kettingreactie die veranderingen in de tropische moesson, de westelijke winden op het zuidelijk halfrond en deze grote oprispingen van kooldioxide met zich meebrengt.”₂ uit de oceanen komen.”

Vergelijk de natuurlijke en huidige toename van kooldioxide

Tijdens de grootste natuurlijke toename is de kooldioxide in 55 jaar tijd met ongeveer 14 delen per miljoen toegenomen. De sprongen vonden ongeveer eens in de 7.000 jaar plaats. In het huidige tempo zou de omvang van de stijging slechts vijf tot zes jaar duren.

Er zijn aanwijzingen dat tijdens eerdere perioden van natuurlijke CO2-stijging ook de westelijke winden, die een belangrijke rol spelen in de diepzeecirculatie, sterker werden, wat leidde tot een snelle uitstoot van koolstofdioxide uit de Zuidelijke Oceaan.

Ander onderzoek heeft aangetoond dat deze westelijke winden de komende eeuw zullen versterken als gevolg van de klimaatverandering. De nieuwe bevindingen suggereren dat als dit gebeurt, dit het vermogen van de Zuidelijke Oceaan om door de mens gegenereerde koolstofdioxide te absorberen zal verminderen, merkten de onderzoekers op.

“We zijn afhankelijk van de Zuidelijke Oceaan om een ​​deel van de kooldioxide die we vrijgeven te absorberen, maar de snel toenemende zuidelijke wind verzwakt het vermogen daartoe”, aldus Wendt.

Referentie: “De Zuidelijke Oceaan drijft al tientallen jaren koolstofdioxide in de atmosfeer₂ “Opstijgen door Heinrich Stadiales” door Kathleen A. Wendt, Christoph Nierpas-Ahls, Kyle Niezgoda, David Nunn, Michael Kalk, Laurie Mainville, Julia Gottschalk, James W. B. Ray, Jochen Schmidt, Hubertus Fischer, Thomas F. Stocker, Juan Muglia, David Ferreira, Sean A. Marcotte, Edward Brook en Christo Boisert, 13 mei 2024, Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen.
doi: 10.1073/pnas.2319652121

Andere co-auteurs zijn onder meer Ed Brock, Kyle Niezgoda en Michael Kalk uit de staat Oregon; Christoph Neerbas-Ahles Universiteit van Bern in Zwitserland en het National Physical Laboratory in het Verenigd Koninkrijk; Thomas Stocker, Jochen Schmidt en Hubertus Fischer van de Universiteit van Bern; Laurie Mainville van de Universiteit van New South Wales in Australië; James Rae van de Universiteit van St. Andrews, VK; Juan Muglia uit Argentinië; David Ferreira van de Universiteit van Reading in het Verenigd Koninkrijk en Sean Marcotte van de Universiteit van Wisconsin-Madison.

Het onderzoek werd gefinancierd door de Amerikaanse National Science Foundation.