Падение уровней атмосферного углекислого газа в течение Маленького ледникового периода не было вызвано пионерами New World, которые сокращали масштабы родного американского сельского хозяйства, как это считалось ранее.

Вместо этого наши новый анализ климатических данных, содержащихся в кернах антарктического льда, предполагает, что падение содержания CO в атмосфере? уровни в холодный период с 1500 по 1750 годы были обусловлены увеличением чистого поглощения углерода растениями.

Это, в свою очередь, предполагает, что если растения отреагировали на понижение температуры, поглощая больше углерода, они, вероятно, отреагируют на нынешний рост выбросов CO2? уровни, выбрасывая еще больше его в атмосферу.

Историческая атмосфера

Атмосферный CO? концентрации были довольно стабильными примерно 2000 лет назад и до начала промышленной революции, с тех пор, как они начали резко подняться, Тем не менее, по пути были относительно небольшие сдвиги, такие как наблюдаемые во время Маленького ледникового периода (LIA).

Углекислый газ естественным образом циркулирует между атмосферой, сушей и океаном. На суше он удаляется из атмосферы в результате фотосинтеза растений и возвращается при разложении растительного материала. Обычно эти процессы уравновешиваются, но изменение скорости одного из этих процессов может привести к изменению уровня CO в атмосфере? уровни к новому равновесию.

Если разложение возрастает по мере его нагревания, это замедлит или отменит перебалансировку поглощения, оставив больше углекислого газа в атмосфере, еще больше потепляя климат и т. Д. С положительной обратной связью.

LIA соответствовала началу европейской колонизации Нового Света. Европейские болезни опустошили население Америки, и одна теория считал, что это привело к сокращению местного сельского хозяйства, что, в свою очередь, привело к возобновлению роста лесов и поглощению значительного количества CO? из атмосферы. Это было предложено как первый геологически распознаваемый признак воздействия человека на земной шар и, следовательно, начало эпохи антропоцена.

Но было ли это на самом деле так? Наше исследование предполагает, что нет, потому что, хотя мы можем быть относительно уверены в изменении LIA в CO? уровни были обусловлены различиями в поведении наземных растений, наши результаты показывают, что это изменение было реакцией на изменение климата, а не на антропогенные изменения растительного покрова.

Ищет ключи

Как мы можем это сказать? Мы знаем, что в этом процессе участвовали наземные растения, ведь атмосфера во время ЛИА была еще ниже по содержанию CO? содержащий изотоп углерода-12, который предпочитают фотосинтезирующие растения.

Но как нам узнать, были ли эти изменения вызваны изменениями растительного покрова или климатическими воздействиями. Чтобы ответить на этот вопрос, мы рассмотрели другой газ, карбонилсульфид (COS), который также заключен в пузырьки воздуха вместе с углекислым газом. Эта молекула имеет почти ту же структуру, что и CO?, за исключением того, что один из атомов кислорода заменен серой.

Этого достаточно, чтобы обмануть растения, которые поглощают его во время фотосинтеза. Но в отличие от CO2, COS не выделяется при разложении растительного материала, поэтому увеличение фотосинтеза приводит к снижению атмосферного COS.

Это означает, что гипотеза «раннего антропоцена» имеет проверяемое следствие: это должно было привести к наблюдаемому уменьшению концентраций COS в ледяных ядрах. Однако, когда мы посмотрели на ледяную карту, мы обнаружили, что произошло увеличение. Это говорит о том, что фотосинтез фактически уменьшался во время LIA, а не увеличивался, как мы ожидали бы, если бы разница была обусловлена ​​возобновлением роста.

Это означает, что падение содержания CO в атмосфере? во время LIA, скорее всего, это было прямой реакцией на понижение температуры. Прохладный климат LIA уменьшил фотосинтез, но также замедлил дыхание и разложение растений, в результате чего больше CO? поглощался наземной биосферой в прохладные периоды.

Как насчет будущего?

Обратной стороной этого является то, что при повышении температуры может произойти обратное, как это происходит сейчас. Повышение температуры, вероятно, будет означать еще больше CO? высвобождаются из земной биосферы. Хотя растения продолжают увеличивать свой фотосинтез по мере нагревания Земли, наши результаты показывают, что разложение растений будет усиливаться еще больше, а это означает, что в почве остается меньше углерода.

Это касается, потому что, как известно, люди открыли кран на новый источник углерода: ископаемые виды топлива, которые ранее были заперты под землей. Мы быстро возвращаем много этого накопленного углерода в атмосферу, а земля и океан удаляют только половину того, что мы добавляем.

Наше открытие предполагает, что повышение температуры на каждый градус приведет к увеличению количества углекислого газа в атмосфере примерно на 20 частей на миллион. Это примерно середина ожиданий от климатических моделей. Это значит, что если мы хотим удержать глобальное потепление в пределах 2? средних доиндустриальных температур, что соответствует Париж климат соглашение, нам нужно принять во внимание эту петлю положительной обратной связи, а это означает, что чем больше поднимается температура, тем больше дополнительного CO? будет освобожден от мировых ландшафтов.

Об авторах

Питер Рейнер, профессор, Университет Мельбурна

Кэти Трудингер, старший научный сотрудник, CSIRO

Дэвид Этеридж, главный научный сотрудник, CSIRO,

Мауро Рубино, Второй университет Неаполя

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at

Спасибо за визит InnerSelf.comгде есть 20,000+ изменяющие жизнь статьи, пропагандирующие «Новые взгляды и новые возможности». Все статьи переведены на 30 + языки. Подписаться в журнал InnerSelf Magazine, публикуемый еженедельно, и в журнал Marie T Russell's Daily Inspiration. InnerSelf Magazine издается с 1985 года.