Co pradawny pyłek mówi nam o przyszłych zmianach klimatu

Około 56 milionów lat temu klimat Ziemi przeszedł poważną zmianę klimatu. Uwolnienie ogromnych ilości węgla do oceanu i atmosfery zwiększyło atmosferyczny dwutlenek węgla (CO .).₂) Stężenia – co oznacza wzrost temperatury o 5 do 8°C i wzrost poziomu morza.

wygląda znajomo?

To wydarzenie, zwane maksimum temperatury paleocenu i eocenu (PETM), miało miejsce w ciągu kilkudziesięciu tysięcy lat, ale przyczyny i konsekwencje tej zmiany są nadal szeroko dyskutowane.

Niektóre z przypuszczalnych przyczyn masowego uwalniania węgla to masowa aktywność wulkaniczna na Północnym Atlantyku, nagłe uwolnienie metanu z dna oceanicznego lub topnienie wiecznej zmarzliny lub torfu na Antarktydzie.

Dowody na okres Petam pochodzą głównie ze starożytnych osadów morskich, ale jeśli chcemy dowiedzieć się z tego okresu, co może się stać w wyniku naszego obecnego klimat Aby zmienić kryzys, musimy również zrozumieć, co wydarzyło się w terenie.

Jak dotąd dostarczono niewiele informacji o tym, jak klimat PETM zmienia życie na Ziemi, więc nasz zespół badawczy wykorzystał globalną dystrybucję pyłek kopalny Zostały one zachowane w starożytnych skałach, aby zrekonstruować zmiany roślinności lądowej i klimatu w tym okresie.

Nasze nowe badania, prowadzone przeze mnie i dr Scotta Winga w Departamencie Paleobiologii w Smithsonian National Museum of Natural History i opublikowane w czasopiśmie paleobiologia i paleoklimatologia, Wynika z niego, że zwiększone stężenie dwutlenku węgla w atmosferze₂ Odegrał ważną rolę w zmianie klimatu i życia roślinnego na Ziemi.

Podobny wzrost możemy zaobserwować w nadchodzących stuleciach w wyniku antropogenicznego (spowodowanego przez człowieka) wzrostu dwutlenku węgla₂.

Aby zrozumieć, w jaki sposób roślinność lądowa zmieniała się i przemieszczała w tym okresie, zastosowaliśmy niedawno opracowane podejście oparte na kopalnych ziarnach pyłku zachowanych w dawnych osadach skalnych. Wykorzystuje charakterystyczny gatunkowo wygląd pyłku obserwowany pod mikroskopem.

Wyraźny wygląd pyłku ewoluował, aby pomóc w jego strategiach zapylania rośliny. Ponieważ każdy gatunek ma unikalny pyłek, oznacza to, że możemy porównać pyłek kopalny z pyłkiem współczesnym, aby znaleźć dopasowanie — o ile rodzina roślin nie wymarły.

W rezultacie pyłek kopalny można śmiało przypisać wielu współczesnym rodzinom roślin. Każda z tych nowoczesnych roślin ma specyficzne wymagania klimatyczne i zakładamy, że ich starożytni krewni potrzebowali podobnego klimatu.

Aby dać więcej pewności temu założeniu, uniknęliśmy danych z grup roślin, o których wiedzieliśmy, że wyewoluowały po okresie Petam, ponieważ gatunki te mogły nie mieć tych samych preferencji klimatycznych, jakie mają dzisiaj.

Pyłek przechowywany w skałach przez dziesiątki milionów lat pozwala nam odtworzyć dawne zbiorowiska florystyczne i dawne klimaty.

Po raz pierwszy zastosowaliśmy to podejście na całym świecie, do próbek skamielin z 38 stanowisk PETM ze wszystkich kontynentów z wyjątkiem Antarktydy. Ta nowa analiza pyłkowa pokazuje, że zbiorowiska roślinne PETM różnią się od zbiorowisk roślinnych sprzed PETM w tych samych loci.

Te przesunięcia w składzie kwiatowym, spowodowane masowymi migracjami roślin, wskazują, że zmiany w szacie roślinnej w wyniku zmiany klimatu miały charakter globalny, chociaż gatunki roślin różniły się w zależności od regionu.

Kiedy mówimy o migracji roślin, mamy na myśli ruch roślin, ponieważ rozproszone nasiona rosną lepiej w jednym miejscu i klimacie niż w innym – w tym przypadku na wyższych i chłodniejszych szerokościach geograficznych nad niższymi i cieplejszymi regionami.

Rośliny mogą migrować ponad 500 metrów rocznie, więc przez tysiące lat mogą przemieszczać się na duże odległości.

Na przykład na półkuli północnej bagna cyprysów łysych w Wyoming w Stanach Zjednoczonych zostały nagle zastąpione sezonowymi, suchymi lasami subtropikalnymi zdominowanymi przez palmy. Podobnie na półkuli południowej wilgotne lasy strefy umiarkowanej Podokarpu zostały zastąpione przez subtropikalne lasy palmowe.

Każdemu typowi przypisaliśmy kategorię opartą na klimacie, zwaną typem klimatu Köppena. Przykłady obejmują tropikalne lasy deszczowe, suche pustynie, łagodne gorące lata i arktyczną tundrę.

To mówi nam, że okres Betam przynosi cieplejsze i wilgotniejsze klimaty w kierunku biegunów na obu półkulach, ale sezonowo cieplejsze i bardziej suche klimaty na średnich szerokościach geograficznych.

Aby zbadać zasięg geograficzny tych zmian, współpracowaliśmy z dr Christine Shields z amerykańskiego Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych i dr Jeffrey Keel z Uniwersytetu Kalifornijskiego w celu przeprowadzenia symulacji klimatycznych.

Dane użyte do stworzenia tej symulacji pochodzą z Community Earth System Model (wersja CESM1.2).

Symulacje te ściśle pasowały do ​​znalezionych przez nas danych klimatycznych szczepionkaw tym ekspansja klimatów umiarkowanych kosztem typów klimatu zimnego w kierunku biegunów, a także ekspansja klimatów umiarkowanych i tropikalnych w średnich szerokościach geograficznych.

Dlatego jeśli mamy aktualny CO₂ Poziomy nadal rosną, ocieplając i topniejąc wieczną zmarzlinę, która może uwolnić więcej zmagazynowanego węgla do atmosfery, tak jak miało to miejsce 56 milionów lat temu, i ponownie zobaczymy te masowe zmiany wegetacji w odpowiedzi na ogromne zmiany lokalnych warunków klimatycznych.

Zakres, w jakim roślinność może migrować, zależy od wielu czynników, w tym od szybkości zmian klimatu i dostępności odpowiednich obszarów migracyjnych dla tych roślin.

Gdzie idą rośliny, a także zwierzęta, które są od nich zależne (jeśli mogą) – i ewentualnie włączając w to ludzi w niektórych przypadkach.

Zrozumienie tej ogromnej zmiany na naszej planecie w wyniku ocieplenia klimatu daje nam wgląd w naszą potencjalną przyszłość. Czy jesteśmy gotowi fizycznie wyprowadzić się z naszych domów, tak jak te pradawne lasy, aby przystosować się do zmian klimatycznych, czy możemy teraz współpracować, aby uniknąć negatywnych konsekwencji globalnego ocieplenia?