Forskare studerar en snabb global uppvärmning, för cirka 56 miljoner år sedan, har visat tecken på stora förändringar i intensiteten av nederbörd och översvämningar. Resultaten indikerar några av de sannolika konsekvenserna om nuvarande trender med stigande koldioxid och global uppvärmning fortsätter.

Det följer på många diskussioner om den globala förändringens natur under ett varmare 2000-tal vid COP23-klimatförhandlingarna i Bonn förra veckan.

Den nya forskningen, lämnas till Det förflutnas klimat Diskussioner, ledd av ett team vid University of Birmingham, och involverar flera brittiska institutioner och British Geological Survey, försökte ta itu med denna fråga med hjälp av uppgifter från en större uppvärmningshändelse i jordens förflutna.

Den snabba globala uppvärmningen, ~56 miljoner år sedan, känd som "Paleocene Eocene Thermal Maximum" eller PETM har gett sådana insikter.

Teamet utvecklade detaljerade register över PETM-händelsen från en sekvens av marina sedimentära bergarter, nu exponerad vid kusten i Baskien i nordvästra Spanien.

Innan, under och efter PETM, dessa sediment låg ner på havsbotten vid kanten av Atlanten, på ~ 1000m djup, på gränsen mellan kontinenterna och det öppna havet. Sedimenten är uppbyggda av mikroskopiska kalciumkarbonatskal och finkorniga ler- och siltsediment som sköljs in från den närliggande europeiska kontinenten.

Anmärkningsvärt, de nya uppgifterna visar att sedimentleveransen från land till denna plats i djuphavet ökade fyra gånger under PETM-händelsen. Teamet associerar detta med stora förändringar i mönstren för nederbörd på land, med uppvärmning som orsakar mer extrema nederbördshändelser, med översvämningar och tillhörande erosion och transport av sediment till haven.

"Det finns fantastiska rekord från PETM-evenemanget i norra Spanien", säger huvudförfattaren Dr Tom Dunkley Jones, "inklusive registreringar av forntida landmiljöer som upplevde stora förändringar som svar på ökad nederbördsintensitet i början av evenemanget. Nu har vi en direkt koppling till djuphavet, där en del av det material som eroderats från land slutligen hamnar."

Dr Stephen Grimes från Plymouth University, vem initierade forskningsprojektet, lyfte fram klimatförändringarna som måste ha orsakat denna ökning av sedimenterosion och transport - "Vi har simuleringar av klimatmodeller av effekten av uppvärmning på nederbörd under PETM-händelsen, och de visar vissa förändringar i de genomsnittliga mängderna nederbörd, men den största förändringen är hur denna nederbörd är förpackad - den koncentreras till snabbare, extrema händelser - större och större stormar."

Detta stämmer överens med vad teamet ser i hastigheten för sedimentackumulering i djuphavet - stora översvämningar som transporterar mer sediment, och flytta den vidare.

Professor Melanie Leng, från British Geological Survey och University of Nottingham, och medförfattare till studien är bekymrad över vad detta representerar för framtiden, "Från register från PETM, som den här, det har blivit mycket tydligt att den globala uppvärmningen orsakar stora förändringar i mönster och intensitet av nederbördshändelser. Dessa förändringar är så stora att vi ser bevis på dem i den geologiska registret, som en mångfaldig ökning av massan av sediment som transporteras från land till haven. Detta har potential för djupgående effekter på grunda marina ekosystem, och det är precis vad vi ser på PETM."

Även om världen värmdes upp med mer än 4ºC under PETM, och detta hände mycket snabbt under en period av naturliga klimatförändringar (mellan fem och tio tusen år), det var långsammare än vad som observeras under 2000-talets uppvärmning.

"Vi står nu inför potentialen för en uppvärmning på 2ºC eller mer om mindre än två århundraden, sa Dr Dunkley Jones, "Detta är mer än en storleksordning snabbare än uppvärmningen i början av PETM. Det geologiska rekordet visar att när planeten värms så mycket och så snabbt, det kommer att ske stora förändringar i översvämningar, erosion och sedimenttransport."