Cleveland Volcano, Utbrott på Aleutiska öarna 2006. Vulkanism är en av de viktigaste koldioxidkällorna i den långsiktiga koldioxidcykeln som balanseras av väderlekar, som, bland andra, representerar viktiga processer som ingår i Komar och Zeebes modell. Upphovsman:NASA -bild med tillstånd av Jeff Williams
Förutsägelser om framtida klimatförändringar kräver en tydlig och nyanserad förståelse av jordens tidigare klimat. I en studie publicerad idag i Vetenskapliga framsteg , University of Hawai'i (UH) i Mānoa oceanografer förenade helt klimat- och koldioxidutvecklingen under de senaste 50 miljoner åren - löser en kontrovers som har diskuterats i den vetenskapliga litteraturen i årtionden.
Under jordens historia, globala klimatet och den globala koldioxidcykeln har genomgått betydande förändringar, varav några utmanar den nuvarande förståelsen av koldioxiddynamik.
Mindre koldioxid i atmosfären kyler jorden och minskar vittring av stenar och mineraler på land under lång tid. Mindre vittring bör leda till ett grundare kalcitkompensationsdjup (CCD), vilket är djupet i havet där hastigheten på karbonatmaterial som regnar ner är lika med hastigheten för karbonatupplösning (även kallad "snölinje"). CCD:s djup kan spåras över det geologiska förflutna genom att inspektera kalciumkarbonathalten i sedimentkärnor på havsbotten.
Tidigare oceanografi doktorand Nemanja Komar och professor Richard Zeebe, både vid UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), hittills tillämpat den mest omfattande datormodellen för havskarbonatkemi och CCD, vilket gör detta till den första studien som kvantitativt knyter samman alla viktiga delar av kolkretsen över Cenozoic (senaste 66 miljoner år).
I motsats till förväntningarna, djuphavskarbonatregistren indikerar att som atmosfärisk koldioxid (CO 2 ) minskat under de senaste 50 miljoner åren, den globala CCD fördjupad (inte shoaled), skapa en kolkretslopp.
Fossiliserade skelett från djuphav från 45 miljoner år sedan som hittades i sedimentkärnor ger forskare möjlighet att datera kärnor och utgå från tidigare havskemi, temperatur och mer. Upphovsman:Stanley A. Kling. Scripps Institution of Oceanography Photographs
"Den variabla positionen för paleo-CCD över tiden bär en signal om den förflutna dynamiken i koldioxidcykeln, "sa Komar, huvudförfattare till studien. "Att spåra CCD -utvecklingen över Cenozoic och identifiera mekanismer som är ansvariga för dess fluktuationer är därför viktiga för att avveckla tidigare förändringar av atmosfärisk CO 2 , förvittring, och djuphavskarbonatbegravning. Som CO 2 och temperaturen sjönk över Cenozoic, CCD:n borde ha shalaled men uppgifterna visar att den faktiskt fördjupades. "
Komar och Zeebes datormodell tillät dem att undersöka möjliga mekanismer som är ansvariga för de observerade långsiktiga trenderna och tillhandahålla en mekanism för att förena alla observationer.
"Förvånande, vi visade att CCD -svaret var frikopplat från förändringar i silikat- och karbonatväderhastigheter, utmanar den långvariga upphöjningshypotesen, som tillskriver CCD -svaret till en ökning av vittringshastigheter på grund av bildandet av Himalaya och strider mot våra fynd, sa Komar.
Deras forskning tyder på att kopplingen utvecklades delvis på grund av den ökande andelen karbonat som begravdes i det öppna havet i förhållande till kontinentalsockeln på grund av sjunkande havsnivå när jorden svalnade och kontinentala islag bildades. Dessutom, havsförhållanden orsakade spridningen av karbonatproducerande organismer i öppet hav under den perioden.
"Vårt arbete ger ny inblick i de grundläggande processerna och återkopplingarna i jordsystemet, som är avgörande för att informera framtida förutsägelser om förändringar i klimat och koldioxidcykling, sa Komar.
Forskarna arbetar för närvarande med nya tekniker för att begränsa kronologin för klimat- och koldioxidförändringar under de senaste 66 miljoner åren.
