Ny forskning ledd av University of Southampton tyder på att, under de kommande 100 till 200 åren, koldioxidkoncentrationer i jordens atmosfär kommer att gå mot värden som inte setts sedan triasperioden, 200 miljoner år sedan. Vidare, på 2200-talet, klimatet kan nå en värme som inte setts på 420 miljoner år.

Studien, publicerad i Naturkommunikation , sammanställt över 1200 uppskattningar av forntida atmosfäriska koldioxidkoncentrationer (CO2) för att producera ett kontinuerligt rekord som går tillbaka nästan en halv miljard år. Den drar slutsatsen att om mänskligheten bränner alla tillgängliga fossila bränslen i framtiden, halterna av CO2 i atmosfären kanske inte har någon geologiskt bevarad motsvarighet under denna 420 miljoner års period.

Forskarna undersökte publicerade data om fossiliserade växter, den isotopiska sammansättningen av kol i mark och hav, och borisotopsammansättningen av fossila skal. Gavin Foster, huvudförfattare och professor i isotopgeokemi vid University of Southampton, förklarar:"Vi kan inte direkt mäta CO2-koncentrationer från miljontals år sedan. Istället förlitar vi oss på indirekta "proxies" i bergrekordet. I denna studie, vi sammanställde alla tillgängliga publicerade data från flera olika typer av proxy för att producera en kontinuerlig registrering av gamla CO2-nivåer."

Denna mängd data visar att CO2-koncentrationerna naturligt har fluktuerat på flera miljoner år under denna period, från cirka 200-400 miljondelar (ppm) under kalla "ishus"-perioder till upp till 3000 ppm under mellanliggande varma "växthus"-perioder. Även om bevis säger oss att vårt klimat har fluktuerat kraftigt tidigare (med jorden för närvarande i en kallare period), det visar också att den nuvarande hastigheten på klimatförändringarna är mycket ovanlig.

Koldioxid är en potent växthusgas och under de senaste 150 åren har mänsklighetens användning av fossila bränslen ökat sin atmosfäriska koncentration från 280 ppm under förindustrialiseringen till nästan 405 ppm 2016. det är inte bara CO2 som bestämmer klimatet på vår planet, i slutändan är det både styrkan i växthuseffekten och mängden inkommande solljus som är viktigt. Förändringar i båda parametrarna kan framtvinga klimatförändringar.

"På grund av kärnreaktioner i stjärnor, som vår sol, med tiden blir de ljusare, " tillägger medförfattaren Dan Lunt, Professor i klimatvetenskap vid University of Bristol. "Detta innebär att, även om koldioxidkoncentrationerna var höga för hundratals miljoner år sedan, nettouppvärmningseffekten av CO2 och solljus var mindre. Vår nya CO2-sammanställning verkar i genomsnitt ha minskat gradvis över tiden med cirka 3-4 ppm per miljon år. Det här låter kanske inte så mycket, men det är faktiskt precis tillräckligt för att ta bort den uppvärmningseffekt som orsakas av att solen lyser upp med tiden, så på lång sikt verkar nettoeffekten av båda vara ganska konstant i genomsnitt."

Detta samspel mellan koldioxid och solens ljusstyrka har fascinerande konsekvenser för livets historia på jorden. Medförfattare professor Dana Royer, från Wesleyan University i USA, förklarar:"Hittills har det varit lite av ett pussel om varför, trots att solens effekt har ökat långsamt med tiden, Det finns få bevis för någon liknande långsiktig uppvärmning av klimatet. Vårt fynd av små förändringar i nettoklimatpåverkan ger en förklaring till varför jordens klimat har förblivit relativt stabilt, och inom de gränser som är lämpliga för livet under hela denna tid."

Denna långsiktiga syn erbjuder också ett värdefullt perspektiv på framtida klimatförändringar. Det är välkänt att klimatet idag förändras i takter långt över den geologiska normen. Om mänskligheten misslyckas med att ta itu med stigande koldioxid och bränner allt lättillgängligt fossilt bränsle, år 2250 e.Kr. kommer CO2 att ligga på omkring 2000 ppm - nivåer som inte setts sedan 200 miljoner år sedan.

Professor Foster tillägger:"Men, eftersom solen var svagare då, nettoklimatpåverkan för 200 miljoner år sedan var lägre än vi skulle uppleva i en framtid med så hög koldioxidutsläpp. Så inte bara kommer den resulterande klimatförändringen att bli snabbare än något som jorden har sett på miljontals år, klimatet som kommer att existera har sannolikt ingen naturlig motsvarighet, så vitt vi kan säga, under åtminstone de senaste 420 miljoner åren."