CO ₂ Växthusgasnivåerna i atmosfären är sannolikt högre idag än någonsin tidigare under de senaste 3 miljoner åren. Under denna tid, globala medeltemperaturer översteg aldrig de förindustriella nivåerna med mer än 2 grader C. Studien är baserad på banbrytande datorsimuleringar av istidens början i jordens tidigare klimat.

För första gången, ett team av forskare lyckades använda en datorsimulering som passar havsbottensedimentdata från klimatutvecklingen under denna tidsperiod. istidens början, därav början på glaciationscyklerna från kallt till varmt och tillbaka, studien visar, utlöstes främst av en minskning av CO ₂ nivåer. Men idag, det är ökningen av växthusgaser på grund av förbränning av fossila bränslen som i grunden förändrar vår planet, analysen bekräftar ytterligare. Globala medeltemperaturer översteg aldrig de förindustriella nivåerna med mer än 2 grader Celsius under de senaste 3 miljoner åren, studien visar – medan nuvarande klimatpolitiska passivitet, om det fortsätter, skulle överskrida gränsen på 2 grader redan under de kommande 50 åren.

Förändringar i CO ₂ nivåerna var en huvuddrivkraft för istiderna

"Vi vet från analysen av sediment på botten av våra hav om tidigare havstemperaturer och isvolymer, men hittills rollen som CO ₂ förändringar i utformningen av glaciala cykler har inte förståtts fullt ut, " säger Matteo Willeit från Potsdam Institute for Climate Impact Research, huvudförfattare till studien som nu publicerats i Vetenskapens framsteg . "Det är ett genombrott som vi nu kan visa i datorsimuleringar att förändringar i CO ₂ nivåerna var en viktig drivkraft för istiderna, tillsammans med variationer av hur jorden kretsar runt solen, de så kallade Milankovitch-cyklerna. Det här är faktiskt inte bara simuleringar:vi jämförde våra resultat med hårda data från djuphavet, och de visar sig vara överens. Våra resultat tyder på en stark känslighet hos jordsystemet för relativt små variationer i atmosfärisk CO ₂ . Hur fascinerande detta än är, det är också oroande."

Att studera jordens förflutna och dess naturliga klimatvariation är nyckeln till att förstå mänsklighetens möjliga framtida vägar. "Det verkar som att vi nu driver vår hemplanet bortom alla klimatförhållanden som upplevts under hela den nuvarande geologiska perioden, den kvartära, " säger Willeit. "En period som började för nästan 3 miljoner år sedan och som såg den mänskliga civilisationen som började bara 11, 000 år sedan. Så, den moderna klimatförändringen vi ser är stor, riktigt stor; till och med enligt jordens historia."

Att lära av jordens förflutna för att förstå framtiden

Bygger på tidigare forskning vid PIK, forskarna reproducerade huvuddragen i naturlig klimatvariation under de senaste miljoner åren med en effektiv numerisk modell - en datorsimulering baserad på astronomiska och geologiska data och algoritmer som representerar vår planets fysik och kemi. Simuleringen drevs endast av välkända förändringar i hur jorden kretsar runt solen, de så kallade omloppscyklerna, och olika scenarier för långsamt varierande randförhållanden, nämligen CO ₂ avgasning från vulkaner. Studien undersökte också förändringar i sedimentfördelningen på jordytan, eftersom inlandsisar glider lättare på grus än på berggrunden. Det har också förklarat rollen av atmosfäriskt damm, vilket gör isytan mörkare och därigenom bidrar till smältning.

"Det faktum att modellen kan återge huvuddragen i den observerade klimathistorien ger oss förtroende för vår allmänna förståelse av hur klimatsystemet fungerar, " säger medförfattaren Andrey Ganopolski, författare till flera tidigare banbrytande studier som den nya analysen nu bygger på. "Simuleringarna vi utvecklar måste vara tillräckligt enkla för att tillåta tusentals beräkningskörningar på många tusen år, och ändå måste fånga de kritiska faktorerna som driver vårt klimat. Detta är vad vi har uppnått. Och det bekräftar hur enastående viktiga förändringar i CO ₂ nivåerna är för jordens klimat."