Människor har aldrig tidigare levt med de atmosfäriska förhållandena med hög koldioxidhalt som har blivit normen på jorden under de senaste 60 åren, enligt en ny studie som inkluderar en forskare från Texas A&M University.

Med titeln "Låga CO2-nivåer för hela Pleistocene-epoken" och publicerad i Naturkommunikation i dag, studien visar att under hela 2,5 miljoner år av Pleistocene eran, koldioxidkoncentrationerna var i genomsnitt 250 ppm. Dagens nivåer, i jämförelse, är mer än 410 delar per miljon. 1965, Jordens koldioxidkoncentrationer i atmosfären översteg 320 delar per miljon, en höjdpunkt som aldrig nåtts under de senaste 2,5 miljoner åren, visar studien.

"Enligt denna forskning, från den första Homo erectus, som för närvarande dateras till 2,1 till 1,8 miljoner år sedan, fram till 1965, vi har levt i en miljö med låg koldioxidhalt – koncentrationerna var mindre än 320 ppm, " sa Yige Zhang, en medförfattare till forskningsstudien och en biträdande professor vid institutionen för oceanografi vid College of Geosciences. "Så denna nuvarande miljö med hög koldioxidhalt är inte bara ett experiment för klimatet och miljön - det är också ett experiment för oss, för oss själva."

Koldioxid är en växthusgas som bidrar till uppvärmningen av jordens atmosfär, och anses vara en drivkraft för globala klimatförändringar, sa Zhang.

"Det är viktigt att studera atmosfäriska CO2-koncentrationer (koldioxid) i det geologiska förflutna, eftersom vi vet att det redan finns klimatkonsekvenser och kommer att bli fler klimatkonsekvenser, och ett sätt att lära sig om dessa konsekvenser är att titta på jordens historia, " sa Zhang. "Då kan vi se vilken typ av CO2-nivåer vi hade, hur såg klimatet ut, och vad var förhållandet mellan dem."

Jiawei Da, Xianqiang Meng och Junfeng Ji, hela Nanjing University i Kina, och Gen Li från California Institute of Technology var medförfattare till forskningen.

Forskarna analyserade jordkarbonater från Löss-platån i centrala Kina för att kvantifiera forntida atmosfäriska koldioxidnivåer så långt tillbaka som för 2,5 miljoner år sedan. Klimatforskare använder ofta iskärnor som "guldstandarden" i fysiska klimatrekord, Zhang sa, men iskärnor täcker bara de senaste 800, 000 år.

Analysera paleogena karbonater som finns i den gamla jorden, eller paleosoler, från Lössplatån, forskarna rekonstruerade jordens koldioxidnivåer.

"Loess-platån är en otrolig plats att titta på eoliska, eller vind, ansamling av damm och jord, " sade Zhang. "Det tidigaste identifierade dammet på den platån är från 22 miljoner år sedan. Så, den har extremt långa rekord. Lagren av löss och paleosol där innehåller jordkarbonater som registrerar atmosfärisk koldioxid, om vi har mycket försiktiga ögon för att se på dem."

"Specifikt, karbonater som bildas under jordbildning når i allmänhet kolisotopjämvikt med omgivande mark CO2, som är en blandning av atmosfärisk CO2 och CO2 som produceras av markandning, ", sa Nanjing Universitys Jiawei Da. "Genom tillämpningen av en tvåkomponents blandningsmodell, vi kan rekonstruera paleo-CO2-nivåer med karbonater i fossila jordar."

Genom att använda dessa material och teknikerna, forskarna konstruerade en koldioxidhistoria från Pleistocen.

"Våra rekonstruktioner visar att under hela Pleistocenperioden, koldioxid var i genomsnitt cirka 250 ppm, vilket är samma som de senaste 800, 000 års värden, " sa Zhang.

"Våra paleosolbaserade CO2-uppskattningar är i linje med ögonblicksbilder av tidig pleistocen CO2 hämtad från Antarktis gamla, blå is, vilket tyder på att jordsystemet har fungerat under låga CO2-nivåer under hela Pleistocen, " sa Junfeng Ji från Nanjing University.

Vi utvecklades i en miljö med låg koldioxidhalt, Zhang sa, och hur människor kommer att utvecklas och påverkas av dagens koldioxidnivåer är ännu inte att se.