Bergkärnprover från en uppvärmningsperiod för miljontals år sedan tyder på att jordar bidrog till en snabb ökning av atmosfäriska växthusgaser och föreslår att moderna klimatmodeller kan överskatta jordens förmåga att mildra framtida uppvärmning, enligt ett internationellt team av forskare.

Forskare upptäckte en drastisk minskning av organiskt material som bevarats i delar av kärnprover från Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), en global uppvärmningshändelse för 55,5 miljoner år sedan som anses vara den bästa analogen för moderna klimatförändringar.

Resultaten, enligt forskarna, föreslå gamla jordar från en plats i dagens Wyoming fungerade som en källa till atmosfärisk koldioxid, släpper ut växthusgasen i atmosfären, och inte en diskbänk, fånga och lagra kol under jorden.

Forskarna sa att detta kan innebära globala klimatmodeller, som förväntar sig att jordar ska vara ett handfat, kan överskatta terrestra ekosystems förmåga att minska klimatförändringarnas effekter. Dock, ytterligare studier behövs för att se hur jordar reagerade på PETM i andra delar av världen, sa de.

"Vi ser mängden kol droppar drastiskt, av storleksordningar, under detta PETM -evenemang, "sa Allison Baczynski, en postdoktor i geovetenskap vid Penn State och huvudförfattare till studien. "Så åtminstone i Wyoming, mina uppgifter tyder på att jordar fungerade som en källa, inte ett handfat, för koldioxid, som kan ge ny information när vi försöker ta reda på vart vårt klimat är på väg. "

Teamet rapporterade sina fynd i tidningen Paleoceanografi och paleoklimatologi . Katherine Freeman, Evan Pugh universitetsprofessor i geovetenskap, och Baczynskis rådgivare, är medförfattare.

Kärnorna, borrade 2011 vid Bighorn Basin i Wyoming, är de första terrestriska kärnproven av PETM. Forskarna fann att proverna innehöll mindre organiskt material än väntat, men, just då, teamet saknade verktyg med tillräcklig känslighet för att mäta specifika biomarkörer.

Baczynski ägnade delar av fyra år åt att förbättra utrustningens känslighet med två storleksordningar, och använder det verktyget, teamet samlade in den första biomarkörsposten för PETM från terrestriska kärnprover.

"Innan känsligheten förbättrades, vi hade kolisotopvärden från före och efter PETM, men inget under, "Baczynski sa." Vi kunde fylla i den luckan i den här studien. "

Forskarna fann den 130 fot långa sektionen som de tror representerar PETM hade den lägsta vikten av totalt kol och biomarkörer för någon del av kärnan.

"Åtminstone i Bighorn Basin, det verkar som om hög PETM -temperatur, säsongens intensiva nederbörd, eller en kombination, accelererade förfallshastigheter av organiskt material så att de överträffade växtproduktiviteten och slutligen resulterade i minskat organiskt kol i jorden under PETM, "Sa Baczynski.

PETM kännetecknas av global temperaturökning, från cirka 9 till 15 grader Fahrenheit, och en snabb ökning av atmosfärisk koldioxid. Koldioxiden från denna tid har en unik isotopisk signatur, och forskare kan identifiera det i träd- och växtfossiler som absorberade kolet.

Forskarna fann att PETM -delen av kärnan saknade bevis på denna process. Med det nya verktyget, och jämföra prover med närliggande utgrävningar, forskare tror att upp till 40 procent av kärnan kan vara sammansatt av äldre fossilt kol som föregår PETM. Området var en gång en översvämning, och floder kan ha burit och deponerat det äldre kolet, sa forskare.

Baczynski sa att instrumentet hon utvecklade kommer att hjälpa till med liknande fossilforskning och har gränser för att studera material med låga kolhalter, som utomjordiska prover som en dag kan komma från Mars.