Dypet i atmosfæriske karbondioksidnivåer i løpet av den lille istiden ble ikke forårsaket av New World-pionerer som skar en svette gjennom det amerikanske amerikanske landbruket, som tidligere hadde vært antatt.

I stedet, vår ny analyse av klimarekorden inneholdt i Antarktis iskjerner tyder på at fallet i atmosfærisk CO? nivåer i den kalde perioden fra 1500 til 1750 ble drevet av økt nettoopptak av karbon fra planter.

Dette antyder igjen at hvis planter reagerte på fallende temperaturer ved å ta opp mer karbon, vil de sannsynligvis reagere på den nåværende stigende CO? nivåer ved å slippe enda mer av det ut i atmosfæren.

Historiske atmosfærer

Atmosfærisk CO? konsentrasjonene var ganske stabile fra rundt 2000 år siden til starten av den industrielle revolusjonen, siden da de har begynt å klatre dramatisk. Underveis var imidlertid relativt små skift, som det som ble sett under Lille Istid (LIA).

Karbondioksid sykluser naturlig mellom atmosfæren, landet og havet. På land fjernes det fra atmosfæren ved plantefotosyntese og returneres når plantemateriale brytes ned. Normalt balanserer disse prosessene ut, men en endring i hastigheten til en av disse prosessene kan forskyve atmosfærisk CO? nivåer til en ny likevekt.

Hvis dekomponeringen øker etter hvert som det blir varmet, vil dette forsinke eller reversere rebalansjonsopptaket, etterlate mer karbondioksid i atmosfæren, oppvarme klimaet ytterligere og så videre, i en positiv tilbakemelding.

LIA korresponderte med starten på europeisk kolonisering av den nye verden. Europeiske sykdommer ødela befolkninger i Amerika, og en teori mente at dette førte til en nedgang i urbefolkningens landbruk, som igjen lot skogene vokse opp igjen og tok opp betydelige mengder CO? fra atmosfæren. Dette hadde blitt foreslått som den første geologisk gjenkjennelige signaturen på menneskelig påvirkning på kloden, og dermed starten på den antropocene epoken.

Men var dette faktisk tilfelle? Vår studie antyder ikke, fordi mens vi kan være relativt sikre på LIA-endringen i CO? nivåene skyldtes forskjeller i oppførselen til landplanter, antyder resultatene våre at endringen var en respons på det endrede klimaet, og ikke på menneskedrevne endringer i vegetasjonsdekket.

Leter etter ledetråder

Hvordan kan vi fortelle det? Vi vet at prosessen involverte landplanter, fordi atmosfæren under LIA var enda lavere i CO? som inneholder isotopen karbon-12, som foretrekkes av fotosynteseplanter.

Men hvordan vet vi om endringene skyldtes endringer i vegetasjonsdekke, eller klimatilbakemeldinger. For å svare på det så vi på en annen gass, karbonylsulfid (COS), som også er fanget i luftbobler sammen med karbondioksidet. Dette molekylet har nesten samme struktur som CO?, bortsett fra at ett av oksygenatomene er erstattet med svovel.

Dette er nærme nok til å lure plantene, som tar det opp under fotosyntesen. Men i motsetning til CO?, COS frigjøres det ikke når plantemateriale brytes ned, så en økning i fotosyntese fører til en reduksjon i atmosfærisk COS.

Dette betyr at hypotesen "tidlig antropocen" har en testbar konsekvens: det burde ha ført til en observerbar reduksjon i COS-konsentrasjonene i iskjernene. Men da vi så på iskjerneopptaket, fant vi ut at det var en økning. Dette antyder at fotosyntesen faktisk gikk ned i løpet av LIA, i stedet for å øke som vi ville forvente hvis forskjellen skyldtes skogsvekst.

Dette betyr at fallet i atmosfærisk CO? under LIA var mer sannsynlig å ha vært en direkte respons på dyppetemperaturene. Det kjølige klimaet til LIA reduserte fotosyntesen, men bremset også plantenes respirasjon og nedbrytning, med nettoeffekten at mer CO? ble tatt opp av landbiosfæren i kjølige perioder.

Hva med fremtiden?

Baksiden av dette er at det motsatte kan skje når temperaturene stiger, slik de er nå. Økende temperaturer vil sannsynligvis bety enda mer CO? frigjøres fra den terrestriske biosfæren. Mens planter fortsetter å øke sin fotosyntese når jorden varmes opp, tyder funnene våre på at plantenedbrytningen vil øke enda mer, noe som betyr at mindre karbon blir værende i jorda.

Dette gjelder fordi, som vi vet, har mennesker åpnet kranen på en ny kildekilde: fossile brensel som tidligere var låst under jorden. Vi returnerer raskt mye av dette lagrede karbon til atmosfæren, og landet og havet fjerner bare omtrent halvparten av det vi legger til.

Vår oppdagelse antyder at hver grad økning i temperatur vil resultere i rundt 20 deler per million ekstra karbondioksid i atmosfæren. Dette er omtrent midt i forventningene fra klimamodeller. Det betyr at hvis vi ønsker å holde den globale oppvarmingen innen 2? av gjennomsnittlige førindustrielle temperaturer, i tråd med Paris klimaavtale, må vi ta hensyn til denne positive tilbakemeldingssløyfen, som betyr at jo mer temperaturene stiger, jo mer ekstra CO? vil bli frigjort fra verdens landskap.

Om forfatterne

Peter Rayner, professorell stipendiat, University of Melbourne

Cathy Trudinger, seniorforsker, CSIRO

David Etheridge, forskningsforsker, CSIRO,

Mauro Rubino,, Second University of Naples

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at

Takk for besøket InnerSelf.com, der det er 20,000 + livsendrende artikler som fremmer "Nye holdninger og nye muligheter." Alle artikler er oversatt til 30+ språk. Bli medlem! til InnerSelf Magazine, utgitt ukentlig, og Marie T Russells Daily Inspiration. InnerSelf Magazine har blitt utgitt siden 1985.