В последний раз, когда на Земле наблюдались ледяные щиты и уровни углекислого газа в диапазоне, предсказанном для этого столетия, был период значительного повышения уровня моря, таяния ледяных щитов и поднятия тропических лесов.
Постоянная реструктуризация тропических лесов в то время играла важную роль в изменении климатических циклов между более прохладными и более теплыми периодами, согласно исследованию, проведенному Калифорнийским университетом в Дэвисе и опубликованному сегодня в журнале Nature Geoscience.
Используя окаменелые листья и почвенные минералы, международная группа исследователей реконструировала древнюю запись содержания углекислого газа в атмосфере от 330 до 260 миллионов лет назад, когда лед в последний раз покрывал полярные регионы Земли, а обширные тропические леса распространялись по тропикам, оставляя как их подпись мировые угольные ресурсы.
Реконструкция глубокого времени, выполненная командой, показывает ранее неизвестные колебания содержания углекислого газа в атмосфере на уровне, прогнозируемом для 21-го века, и подчеркивает потенциальное влияние потери тропических лесов на климат.
Изменение климата питается само по себе
«Мы показываем, что изменение климата влияет не только на растения, но и то, что реакция растений на климат может, в свою очередь, воздействовать на само изменение климата, приводя к усиленным и во многих случаях непредсказуемым последствиям», - сказала ведущий автор Изабель Монтаньес, руководитель отдела канцлера. Профессор кафедры наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Дэвисе.«Большинство наших оценок будущих уровней углекислого газа и климата не полностью учитывают различные обратные связи, связанные с лесами, поэтому текущие прогнозы, вероятно, недооценивают величину потока углекислого газа в атмосферу».
Подобно тому, как океаны служили основным поглотителем углерода в недавнем прошлом, тропические леса 300 миллионов лет назад хранили огромное количество углекислого газа во время этих древних ледниковых периодов. Исследование показывает, что повторных перемещений тропических лесов в ответ на изменение климата было достаточно, чтобы объяснить изменения содержания углекислого газа на 100-300 частей на миллион, оцененные в течение климатических циклов того периода.
В то время как биологи растений изучают, как различные деревья и сельскохозяйственные культуры реагируют на повышение уровня углекислого газа, это исследование является одним из первых, показавших, что когда растения изменяют способ своего функционирования в зависимости от повышения или понижения содержания CO2, это может иметь серьезные последствия. воздействие, вплоть до исчезновения.
«Мы видим большую устойчивость растительности к климатическим изменениям, миллионы лет стабильного состава и структуры, несмотря на ледниково-межледниковые циклы», - сказал соавтор Уильям Ди Мишель, палеобиолог из Смитсоновского института. «Но мы пришли к пониманию того, что есть пороги, пересечение которых может сопровождаться быстрыми и необратимыми биологическими изменениями».
Соавтор Дженни МакЭлвейн, профессор палеобиологии в Университетском колледже в Дублине, Ирландия, говорит, что исследование показывает, что сдвиги в атмосферном углекислом газе по-разному влияют на группы растений.
«Лесные гиганты того периода пострадали особенно сильно, потому что они были самыми неэффективными из всех растений в то время, вероятно, теряя воду, как открытые шланги», - сказал МакЭлвейн. «Их лесные конкуренты, такие как древовидные папоротники, смогли превзойти их, когда климат высох».
Предыстория: беспрецедентный рост выбросов CO2
За последний миллион лет содержание углекислого газа в атмосфере было в целом низким и предсказуемо колебалось в диапазоне от 200 до 300 частей на миллион. Исследователи объясняют, что это поддержало нынешний ледник - время, отмеченное континентальным льдом в полярных регионах, - в условиях которого эволюционировали люди. Эта тенденция была резко прервана явным повышением содержания углекислого газа за последние 100 лет до нынешнего уровня 401 ppm, чего на Земле не наблюдалось по крайней мере в течение последних 3,5 миллионов лет..
Нынешние беспрецедентные темпы роста содержания CO2 в атмосфере вызывают опасения по поводу таяния ледяных щитов, повышения уровня моря, серьезных изменений климата и утраты биоразнообразия - все это было очевидным более 300 миллионов лет назад, единственный раз в истории Земли. когда высокий уровень CO2 сопровождал лед в полярных регионах.