Nya data ger det första beviset på att jorden har en naturlig termostat som gör att planeten kan återhämta sig från extrema klimatförändringar - men återhämtningstiderna är betydande. Detta arbete presenteras idag på Goldschmidt -konferensen i Paris, och har just publicerats i den granskade tidskriften Geokemiska perspektiv Bokstäver .
Idén om en naturlig temperaturtermostat föreslogs först 1981, men hittills har ingen kunnat tillhandahålla data för att visa att återhämtningen från de varma och kalla temperaturfluktuationerna var förknippad med en specifik mekanism.
Nu har en grupp brittiska forskare visat att återhämtning från globala nedkylningshändelser är förknippad med förändringar i takt med vittring av stenar, som är huvudmekanismen för att ta bort CO 2 från atmosfären. Vid vittring, stenar löses upp av regn och flodvatten; processen tar bort CO 2 från atmosfären, som sedan transporteras till havet av floder för att låsas in i kolrika stenar som kalksten. Ju mer vittring, desto mer CO 2 avlägsnas från atmosfären.
Teamet hade tidigare funnit bevis som stöder vittringens roll för att kyla jorden i tider med hög temperatur. Detta nuvarande arbete bekräftar att en långsammare vittring sker under kalla perioder, och stöder sålunda konceptet med en "jordtermostat".
Forskarna kunde använda litiumisotopförhållandena i bergarter som ett mått på vittring. De undersökte stenar från Hirnantian -istiden - för cirka 445 miljoner år sedan - som motsvarar historiens näst största utrotning i livet, när cirka 85% av de marina arterna utplånades, på grund av kylningen och en dramatisk minskning av havsnivån (uppskattad till cirka 80 m) när vatten var inlåst i isfält och glaciärer.
Proverna, som kom från Anticosti Island (Quebec, Kanada), och Dobs Linn (nära Moffat, Skottland), visa att den globala kemiska vittringshastigheten sjönk med en faktor fyra tillfälligt under 5 ° C -kylningen som orsakade istiden, ta bort mindre CO 2 , så att klimatet kan återhämta sig från kylningen.
Ledande forskare, Dr Philip Pogge von Strandmann (University College London och Birkbeck, University of London) sa:
"Från att titta på det relativa överflödet av litiumisotoper i havsbaserade bergarter, vi kunde bekräfta att kemisk vittring är drivkraften för jordens naturliga termostat. När det är ett varmare klimat, det är mer vittring, och när det är svalare är det mindre vittring:det här är vad du kan förvänta dig, med tanke på att kemiska reaktioner går snabbare med stigande temperatur. Så mer vittring tar bort CO 2 från atmosfären och sätter en paus på den globala uppvärmningen. Dock, när temperaturen svalnar, det omvända är sant, och mindre CO 2 avlägsnas från atmosfären under kalla perioder. Detta är processen som har gjort det möjligt för livet att överleva på jorden i cirka 4 miljarder år, och det är vad vi rapporterar i Paris ”.
Ändå, vi måste vara tydliga med att temperaturförändringarna sker gradvis, och att återhämtningen kan ta hundratusentals år. Med tanke på den snabba ökningen av den globala uppvärmningstakten för närvarande, denna typ av väntan är inget alternativ för oss ".
Kommenterar, Professor Jonathan Payne (professor och ordförande, Geologiska vetenskaper, Stanford University, CA, USA) sa:
"Teorin om att kemisk vittring ger en stabiliserande återkoppling på jordens klimat går flera decennier tillbaka, men observationell bekräftelse av denna hypotes har varit ofullständig. I den här studien, Pogge von Strandmann och kollegor lägger till en ny kritisk bekräftelse genom att använda litiumisotoper för att visa en minskning av den kemiska vittringshastigheten som är förknippad med klimatkylning - exakt det beteende som förutspås om kemisk vittring fungerar som en stabiliserande återkoppling på klimatet. Denna studie illustrerar vackert hur nya isotopproxysystem möjliggör kritiska nya tester av både gamla och nya hypoteser och, I detta fall, bekräftar en teori som hjälper till att förklara varför jorden har gjort det möjligt för livet att blomstra kontinuerligt i mer än 3,5 miljarder år ".
