Mellom det vitenskapelige samfunnet, regjeringer, humanitære organisasjoner og til og med militære planleggere, regnes klimaendringer som den eneste største trusselen som menneskeheten står overfor i dag. Mellom økningen i hungersnød, sykdom, flom, fortrengning, ekstremvær og kaos som resulterer, er det tydelig at måten vi får vår planet til å bli varmere får alvorlige konsekvenser.
Men det er en rekke scenarier der skaden som blir gjort nå kan føre til en løpseffekt som fører til masseutryddelser. Denne muligheten ble illustrert i en fersk studie utført av MIT-professor Daniel Rothman med støtte fra NASA og National Science Foundation (NSF). I følge Rothman står vi i fare for å bryte en “karbonterskel” som kan føre til en løpseffekt med jordens hav.
Rothman, professor i geofysikk og meddirektør for Lorenz Center i MITs Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, har brukt de siste årene på å advare oss om den kritiske terskelen vi står overfor. Tilbake i 2017 publiserte han et papir i Vitenskapelige fremskritt som advarte om hvordan verdens hav kan inneholde nok karbondioksid innen 2100 til å utløse en masseutryddelse.
Siden den gang har Rothman raffinert denne spådommen ved å studere hvordan karbonsyklusen reagerer når den er presset forbi en kritisk terskel. I hans nye papir, som dukket opp i Fortsettelser av National Academy of Sciences, Benyttet Rothman en enkel matematisk modell han utviklet for å representere karbonsyklusen i jordens øvre hav og hvordan den kan oppføre seg når denne terskelen krysses.
Denne syklusen består av at karbon frigjøres til jordas atmosfære (stort sett gjennom vulkansk aktivitet) og lagres i jordas mantel i form av karbonatmineraler. Våre hav tjener også som en "karbonvaske", og fjerner atmosfærisk karbon fra luften og omdanner det til kullsyre. Denne syklusen har holdt planetens temperaturer og havets surhetsnivåer stabile over tid.
Når karbondioksid fra atmosfæren løses opp i sjøvann, har det også effekten av å redusere havets konsentrasjoner av karbonationer. Når de faller under en viss terskel, begynner skjell laget av kalsiumkarbonat å løse seg opp og organismer som er avhengige av dem for beskyttelse, har vanskeligere for å overleve.
Dette er skadelig av to grunner. På den ene siden betyr det at en viktig del av den marine livssyklusen skulle begynne å dø av. På den andre siden spiller skjell en viktig rolle i å fjerne karbondioksid fra det øvre hav. Dette skjer som et resultat av at organismer er avhengige av skjellene sine for å hjelpe dem til å synke ned på havbunnen og bærer detritisk organisk karbon med seg.
Derfor vil økninger i atmosfærisk karbondioksid (og den resulterende havforsuring) bety færre kalkdannende organismer og mindre kullsyre fjernet. Som Rothman forklarte i et fersk intervju med MIT News:
"Det er en positiv tilbakemelding. Mer karbondioksid fører til mer karbondioksid. Spørsmålet fra matematisk synspunkt er, er en slik tilbakemelding nok til å gjøre systemet ustabilt? ”
Denne prosessen har skjedd mange ganger i løpet av jordens historie. Som Rothman antydet i sin studie, viser bevis fra studien av sedimentære lag at havets karbonlagre endret seg raskt (og deretter ble frisk) flere titalls ganger i løpet av de siste 540 millioner årene. Den mest dramatiske av disse fant sted omtrent samtidig med fire av de fem store masseutryddelsene i jordas historie.
I hvert av disse tilfellene konkluderer Rothman med at økninger i karbondioksid (enten det er gradvis eller plutselig) til slutt presset forbi en terskel, noe som resulterte i en løpsk kaskadeeffekt som involverer kjemiske tilbakemeldinger. Dette førte til ekstrem forsuring av havet og forsterkning av virkningene av den opprinnelige utløseren.
For omtrent halvparten av forstyrrelsene i Rothmans modell var dessuten hastigheten av karbon i det vesentlige den samme når de ble satt i gang. Mens utløserne tidligere var mest sannsynlig på grunn av økt vulkansk aktivitet eller andre naturlige hendelser, skjedde disse i løpet av titusenvis av år. I dag pumper menneskeheten CO2 inn i atmosfæren med en hastighet som før var uhørt i den geologiske referansen.
Dette var et av hovedfunnene i Rothmans studie, som viste at frekvensen av CO2 introdusert spiller en viktig rolle i å slå systemet ut av klask. Mens beskjedne forstyrrelser i karbonsyklusen ville jevne seg ut over tid og ikke påvirke den generelle oseaniske stabiliteten, er en rask introduksjon av CO2 ville føre til en kaskade av positive tilbakemeldinger som forstørrer problemet.
I dag hevder Rothman at vi er "på høydepunktet av eksitasjon", og hvis det inntreffer, vil de resulterende tilbakemeldingene og effektene sannsynligvis være lik de tidligere globale katastrofene. Når vi først er over terskelen, kan det hende at noen rolle for hvordan vi kom dit ikke har noen betydning, sa han. "Når du har kommet over det, har du å gjøre med hvordan jorden fungerer, og den går på sin egen tur."
På plussiden viste hans studie også at jordens hav (basert på nåværende syrnivåer) ville komme tilbake til likevekt etter hvert, men først etter titusenvis av år. Dette mønsteret er i samsvar med den geologiske referansen, spesielt med minst tre masseutryddelser som antas å være relatert til vedvarende massiv vulkanisme.
Med andre ord, hvis menneskeskapte karbonutslipp krysser terskelen og fortsetter utover det, kan konsekvensene være like alvorlige som ved tidligere masseutryddelser. "Det er vanskelig å vite hvordan ting vil ende gitt det som skjer i dag," sa Rothman. "Men vi er sannsynligvis nær en kritisk terskel. Enhver pigge ville nå sitt maksimum etter rundt 10.000 år. Forhåpentligvis vil det gi oss tid til å finne en løsning. ”
Allerede anerkjenner det vitenskapelige samfunnet at antropogen CO2 utslipp påvirker Jordens miljø - en effekt som kan føles i årtusener. Imidlertid antyder denne studien at konsekvensene kan være mye mer dramatiske enn tidligere forventet og kan være irreversible forbi et visst punkt. Hvis ikke annet, fremhever Rothmans studie behovet for at løsninger skal implementeres nå, mens det fremdeles er tid.
