Nya forskningsrön visar att när världen värmdes upp för miljoner år sedan, förhållandena i tropikerna kan ha gjort det så varmt att vissa organismer inte kunde överleva.

Långvariga teorier från 1980-talet tyder på att när resten av jorden värms upp, de tropiska temperaturerna skulle vara strikt begränsade, eller regleras av en intern "termostat". Dessa teorier är kontroversiella, men debatten är av stor betydelse eftersom tropikerna och subtroperna utgör hälften av jordens yta, mer än hälften av jordens biologiska mångfald, liksom över hälften av jordens mänskliga befolkning. Men ny geologisk och klimatbaserad forskning indikerar att tropikerna kan ha nått en temperatur för 56 miljoner år sedan som var, verkligen, för varmt för levande organismer att överleva i delar av tropikerna.

Den slutsatsen beskrivs i detalj i artikeln "Extreme Warmth and Heat-Stressed Plankton in the Tropics under the Paleocene-Eocene Thermal Maximum, " publicerad av onlinetidskriften Vetenskapens framsteg och medförfattare av Matthew Huber, professor i jorden, Atmosfärisk, och Planetary Sciences Department vid Purdue University och medlem av Purdue Climate Change Research Center. Hubers bidrag fokuserade på klimatmodellering och tolkning av paleoklimatdata inom ramen för modern teoretisk förståelse. En del av detta arbete utfördes medan Huber också var vid University of New Hampshire.

Perioden Paleocene-Eocen Thermal Maximum (PETM) inträffade för 56 miljoner år sedan och anses vara den varmaste perioden under de senaste 100 miljoner åren. Globala temperaturer värmdes snabbt med cirka 5 grader Celsius (9 F), från en redan ångande baslinjetemperatur, och denna studie ger det första övertygande beviset på att tropikerna också värmdes upp med cirka 3 grader Celsius (5 F) under den tiden.

"Rekorden som produceras i den här studien indikerar att när tropikerna värmdes den sista biten, en tröskel passerades och delar av den tropiska biosfären verkar ha dött, ", sa Huber. "Det här är första gången vi har hittat riktigt bra information, på ett mycket detaljerat sätt, där vi såg stora förändringar i tropikerna direkt förknippade med uppvärmningen förbi en nyckeltröskel under de senaste 60 miljoner åren."

Studien är unik på grund av kvaliteten på de använda geologiska dokumenten. Geologiska register från PETM är svåra att hitta, speciellt från ett område i tropikerna, sa Huber. Forskningen baserades på en grund marin sedimentär sektion avsatt i Nigeria.

"Vi hittar inga 50 miljoner år gamla termometrar på botten av havet, " sa Huber. "Det vi hittar är snäckor, och vi använder isotoper av kol och syre i skalen, kompletterat med temperaturproxy från organiskt material, att säga något om kolets kretslopp och om temperaturen i det förflutna."

Två forskningsmetoder användes för att bedöma temperaturen under PETM, en som använder isotoper i skal, medan den andra undersökte organiska rester i djuphavskänsla. De biotiska uppgifterna som lämnats kvar från levande organismer indikerar att de dog samtidigt som förhållandena värmdes upp.

Om tropikerna inte kan kontrollera sin temperatur och inte har en intern termostat, som borde omforma framtida tänkande om klimatförändringar, sa Huber.

"Om du säger att det inte finns någon tropisk termostat, sedan hälften av världens biologiska mångfald — över hälften av jordens befolkning, de tropiska regnskogarna, reven, Indien, Brasilien – dessa folkrika och mycket viktiga länder har inget som hindrar dem från att värma upp betydligt över förhållanden som människor har varit vana vid, " han sa.

Trenderna för temperaturökningar i tropikerna liknar dem som finns i andra delar av världen, men andra skivor har varit väldigt sparsamma och begränsade fram till nu.