En varmeperiode for 56 millioner år siden førte til mer ekstremvær og høyere erosjon på kontinentene. Nye forskningsdata forteller oss hvordan dette satte i gang en naturlig, storskala karbonfangstmekanisme og er relevant for dagens klimaendringer.
Dronebilde fra Stolleklint på Fur i Danmark. De mørke sedimentene i nedre del av kystklippen representerer PETM i sin helhet. Den lyse delen over er diatomitt (fossile alger). Foto: Morgan Jones
For 56 millioner år siden opplevde verden en 170 000 år lang varmeperiode (Paleocene-Eocene Thermal Maximum, PETM). Perioden regnes som en uløst gåte blant geologer og klimaforskere.
Det er generelt akseptert at temperaturøkningen – opp mot 5 – 8 °C – skjedde i løpet av noen få tusen år, og at temperaturen senere aldri har vært høyere enn den var den gangen. Varmepulsen var også spesiell fordi den både begynte og sluttet svært brått.
Sank temperaturene fordi naturen satte i gang med storskala karbonfangst?
I en forskningsartikkel i det prestisjetunge tidsskriftet Science Advances, presenterer vi nye resultater som forteller at det var betydelig mer ekstremvær (mer nedbør, mer stormer og høyere temperaturer) under PETM-perioden enn før og etter.
Mer vann i omløp førte til en økning i forvitring og erosjon på land. Det kan ha bidratt til mer karbonfangst.
Naturlig karbonfangst
Det er flere ulike mekanismer som hjelper til med å begrense mengden CO2 i atmosfæren og dermed holde jordas klima levelig. En av de viktigste er forvitring og erosjon inne på kontinentene, og det fungere i korte trekk slik:
- Vannets kretsløp bryter ned fast fjell (silikater) til leire og transporterer leiremineralene ut i havet.
- Dette fører til en økning i tilgjengelige næringsstoffer i havene og dermed en økt produksjon av karbonatskjell og andre marine organismer.
- Når disse organismene dør og synker ned til havbunnen blir karbonet i biomassen begravet i sedimentene på havbunnen.
- Over lang tid, hundretusenvis av år, vil prosessen trekke betydelige mengder CO2 ut av atmosfæren og dermed bidra til å holde jordas klima temperert.
Vi vet fortsatt lite om hvor fort forvitring, erosjon og lagring av karbon på havbunnen reagerer på store miljøendringer, som for eksempel dagens menneskeskapte klimaendringer.
Én måte å svare på dette spørsmålet er å se tilbake i geologisk tid etter tidligere liknende hendelser. I jordas historie har det vært noen perioder med store og raske endringer i karbonets kretsløp som har ført til global oppvarming, lignende det vi ser i dag, og PETM er trolig den beste.
LES OGSÅ: Did volcanism cause the hothouse climate?
Litium forteller om ekstremvær
De hvite stjernene markere de fem lokalitetene der forskerne har analysert bergartsprøver fra den 56 millioner år gamle varmeperioden. Illustrasjon: Pogge von Strandman med flere, 2021
Vi har tatt i bruk en ny metode for å lære mer om karbonkretsløpet i PETM. Kort fortalt studerer vi isotoper av metallet litium. De eksisterer i to former med litt ulik masse i naturen, og forholdet mellom dem på et gitt sted er påvirket av i hvor stod grad silikatmineraler har blitt omdannet til leire (forvitring).
I denne studien har vi undersøkt litiumisotoper fra fem ulike lokaliteter i verden (se kartet over). Tre av lokalitetene er dominert av kalkstein dannet i åpent hav, og to av lokalitetene er dominert av leire avsatt i grunne havområder nærmere kysten (i dag på land i Danmark og på Svalbard).
Analysene viser at alle fem lokaliteter så en negativ trend i litiumisotopene, noe som bekrefter at det var mye mer vann i omløp under PETM enn det var både før og etter.
Økt mengde vann i omløp indikerer at det globale klimaet var preget av høyere temperaturer med mer nedbør og ekstremstormer, noe som også innebærer mer forvitring og erosjon på kontinentene.
Storskala karbonfangst
Datamodeller har indikert at den globale erosjonsraten var to til tre ganger høyere under PETM enn før og etter.
En så stor økning i erosjon førte både til en økt tilførsel av næringsstoffer til havene, og en mer effektiv begraving av organisk materiale på havbunnen.
I kombinasjon utgjorde dette en av de viktigste årsakene til den effektive karbonfangsten som satte en stopper for den globale oppvarmingen den gangen.
Disse funnene er dermed ikke bare viktige for å forstå hva som skjedde under PETM, men også for vår forståelse av hvordan jorda vil respondere på dagens og fremtidige klimaendringer.
Det fører til spørsmålet: Bør vi utforske lignende måter å øke naturens egne mekanismer for karbonfangst og slik dempe effekten av fremtidige klimaendringer?
