Forskere har klart å bestemme de atmosfæriske karbondioksydnivåene de siste 2,1 millioner årene i den skarpeste detalj ennå med å analysere skjellene til encellet plankton. Funnene deres kaster nytt lys over CO2-rollen i jordens sykluser med kjøling og oppvarming, og bekrefter mistanke om mange forskere om at høyere karbondioksydnivåer falt sammen med varmere intervaller i løpet av studieperioden. Men det utelukker også et fall i CO2 som årsaken til at jordens istid vokste lenger og mer intens for rundt 850 000 år siden.
Studien, publisert i 19. juni-utgaven av tidsskriftet Science, viser at topp CO2-nivå de siste 2,1 millioner årene i gjennomsnitt bare var 280 deler per million; men i dag er CO2 385 deler per million, eller 38% høyere. Dette funnet betyr at forskere må se lenger tilbake i tid for en analog til moderne klimaendringer.
I studien rekonstruerte Bärbel Hönisch, en geokjemist ved Lamont-Doherty Earth Observatory, og hennes kolleger CO2-nivåer ved å analysere skjellene til encellet plankton begravd under Atlanterhavet, utenfor kysten av Afrika. Ved å datere skjellene og måle forholdet mellom borisotoper, klarte de å estimere hvor mye CO2 som var i luften da planktonet var i live. Denne metoden tillot dem å se lenger bak enn presisjonsrekordene som er bevart i kjerner av polaris, som bare går tilbake 800 000 år.
For rundt 850 000 år siden byttet klimasyklusene på jorden fra å bli dominert av 40 000 års sykluser, til de sterkere 100 000 års sykluser i nyere tid. Tidsperioden fra 800 til 1000 kyr siden ble kalt midt-pleistocen-overgangen, og siden rytmene i jordens bane ikke endret seg, har noen forskere tilskrevet denne skiftingen til fallende CO2-nivåer. Men studien fant at CO2 var flatt under denne overgangen og sannsynligvis ikke har utløst endringen.
"Tidligere studier indikerte at CO2 ikke endret seg mye de siste 20 millioner årene, men oppløsningen var ikke høy nok til å være definitiv," sa Hönisch. "Denne studien forteller oss at CO2 ikke var den viktigste utløseren, selv om dataene våre fortsetter å tyde på at klimagasser og globalt klima er nært knyttet sammen."
Tidspunktet for istidene antas å være kontrollert hovedsakelig av jordens bane og vippe, som avgjør hvor mye sollys som faller på hver halvkule. For to millioner år siden gjennomgikk jorden en istid hvert 41.000 år. Men for en tid siden for 850 000 år siden vokste syklusen til 100 000 år, og islag nådde større utbredelser enn de hadde gjort på flere millioner år - en forandring for stor til å kunne forklares med orbitalvariasjon alene.
En global trekning i CO2 er bare en teori som er foreslått for overgangen. En annen teori antyder at fremrykkende isbreer i Nord-Amerika strippet bort jorda i Canada, noe som førte til at tykkere, mer varig is bygde seg opp på den gjenværende berggrunnen. En tredje teori utfordrer hvordan syklusene telles, og stiller spørsmål ved om en overgang i det hele tatt skjedde.
De lave karbondioksidnivåene som ble skissert av studien gjennom de siste 2,1 millioner årene, gjør at dagens nivåer, forårsaket av industrialisering, virker enda mer anomale, sier Richard Alley, en glaciolog ved Pennsylvania State University, som ikke var involvert i forskningen.
"Vi vet fra å se på mye eldre klimaregistreringer at stor og rask økning i C02 i det siste (for omtrent 55 millioner år siden) forårsaket stor utryddelse i bunnlevende havdyr, og løste opp mye skjell etter hvert som havet ble surt, " han sa. "Vi er på vei i den retningen nå."
Ideen om å tilnærme seg tidligere karbondioksydnivåer ved å bruke bor, et element frigjort ved utbrudd av vulkaner og brukt i husholdningssåpe, ble pioner det siste tiåret av avisens medforfatter Gary Hemming, en forsker ved Lamont-Doherty og Queens College. Studiens andre forfattere er Jerry McManus, også på Lamont; David Archer ved University of Chicago; og Mark Siddall, ved University of Bristol, Storbritannia.
Kilde: EurekAlert
