Klimatförändringarna får temperaturerna att stiga och ökar också sannolikheten för stormar, mycket regn, och översvämningar – den senaste översvämningskatastrofen i Ahr-dalen i Tyskland är bara ett sådant exempel. Det vi måste fråga oss i detta sammanhang är hur snabbt klimatet kan återhämta sig från den uppvärmning som orsakas av en ökning av koldioxiden i atmosfären.

Professor Philip Pogge von Strandmann vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) satte sig för att undersöka denna aspekt genom att överväga den betydande ökningen av globala temperaturer på fem till åtta grader Celsius som ägde rum för 56 miljoner år sedan – den snabbaste naturliga perioden av global uppvärmning som har påverkat vårt klimat, känd som Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM). Det utlöstes troligen av ett vulkanutbrott som släppte ut enorma mängder koldioxid eller CO ₂ in i atmosfären. Vi vet att ju högre temperatur, desto snabbare kommer stenen att vittra, och, dessutom, om det finns mycket CO ₂ i atmosfären, en del av det kommer att reagera med vatten, bildar kolsyra – själva syran som främjar och påskyndar vittringsprocessen. På grund av vittringsprocessen, detta atmosfäriska kol kommer så småningom att hitta sin väg ut i haven via floder, där det binder CO ₂ som karbonat och bildar en ihållande havsbaserad reservoar av koldioxid. "Vår teori var att om sten vittrar snabbare på grund av de ökade temperaturerna, det hjälper också till att omvandla mycket koldioxid från atmosfären till olösligt karbonat i havsvatten – vilket betyder att på lång sikt, CO ₂ nivåerna skulle sluta falla igen och klimatet skulle i slutändan återhämta sig, " förklarade Pogge von Strandmann. Denna effekt kunde ha hjälpt till att hålla jordens klimat ganska stabilt under miljarder år och det kunde till och med ha förhindrat att allt liv på planeten utplånades totalt.

Vittring av stenar bidrar till klimatstabilisering

För att testa denna teori, Professor Philip Pogge von Strandmann och hans team bestämde sig för att analysera vittringsprocesserna som inträffade under uppvärmningen för 56 miljoner år sedan. Deras resultat tyder på att teorin mycket väl kan vara korrekt. "Stenvittringen under den tiden ökade med 50 procent som ett resultat av den globala uppvärmningen; erosion - den fysiska delen av vittringen - tredubblades faktiskt. En annan konsekvens av temperaturstegringen var att avdunstning, regn, och stormarna ökade också, vilket sedan ledde till ännu mer erosion. Som ett resultat av denna ökade stenvittring, klimatet stabiliserades, men det tog mellan 20, 000 och 50, 000 år för att detta ska hända, sa Pogge von Strandmann, sammanfatta lagets resultat.

Men hur kom forskarna fram till dessa slutsatser? Trots allt, dessa vittringsprocesser ägde rum för 56 miljoner år sedan. Svaret ligger i själva klipporna. När stenar löses upp, de släpper ut litium – isotoperna litium-6 och litium-7 för att vara exakt – som flyr ut i allt omgivande vatten. Andelen av isotoperna litium-6 och litium-7 som finns i vatten bestäms av typen av väderpåverkan, med andra ord, mängden erosion som orsakas av vittring. Lera, som finns på botten av havet, lagrar främst litium-6, medan litium-7 finns kvar i vattnet. Forskargruppen genomförde två typer av vetenskaplig undersökning:De undersökte marina karbonater som bildades för 56 miljoner år sedan – en typ av sten som absorberar kemiska komponenter från vatten. De undersökte också lermineraler från Danmark och Svalbard, som också bildades under denna period, tittar på de relativa proportionerna av litiumisotoper i dessa två olika sorters mineral. Forskarna kunde använda de erhållna uppgifterna för att dra slutsatser om väderlek och klimat för 56 miljoner år sedan. Deras resultat har publicerats i tidskriften Vetenskapens framsteg .

Paleocen-eocen termiskt maximum används också som en analog för att dra slutsatser om nuvarande och framtida globala uppvärmningshastigheter. Författarna påpekar att både vittring och erosion i framtiden, inklusive jorderosion, såväl som stormar kommer sannolikt att öka — de senaste översvämningarna i Tyskland är symptom på detta.