Penurunan dalam tahap karbon dioksida atmosfera semasa Zaman Es Little tidak disebabkan oleh perintis New World yang memotong keberanian melalui pertanian Amerika asli, seperti yang telah difikirkan sebelumnya.

Sebaliknya, kami analisis baru daripada rekod iklim yang terkandung dalam teras ais Antartika menunjukkan bahawa kejatuhan CO atmosfera? paras semasa tempoh sejuk dari 1500 hingga 1750 didorong oleh peningkatan pengambilan bersih karbon oleh tumbuhan.

Ini seterusnya menunjukkan bahawa jika tumbuhan bertindak balas terhadap penurunan suhu dengan mengambil lebih banyak karbon, mereka mungkin bertindak balas terhadap kenaikan CO semasa? tahap dengan melepaskan lebih banyak lagi ke atmosfera.

Atmosfera sejarah

CO atmosfera? kepekatannya agak stabil dari sekitar 2000 tahun yang lalu sehingga permulaan Revolusi Perindustrian, sejak ketika mereka mula mendaki secara dramatik. Walau bagaimanapun, di sepanjang jalan adalah peralihan yang agak kecil, seperti yang dilihat semasa Zaman Es Little (LIA).

Karbon dioksida secara semula jadi kitaran antara atmosfera, daratan dan lautan. Di darat, ia dikeluarkan dari atmosfera melalui fotosintesis tumbuhan dan dikembalikan apabila bahan tumbuhan terurai. Biasanya proses ini mengimbangi, tetapi perubahan dalam kadar salah satu proses ini boleh mengalihkan CO atmosfera? tahap ke keseimbangan baru.

Jika penguraian meningkat apabila ia menghangatkan, ini akan memperlahankan atau membalikkan pengambilan pengimbangan semula, meninggalkan lebih banyak karbon dioksida di atmosfera, memanaskan iklim masih lagi dan seterusnya, dalam maklum balas yang positif.

LIA bersamaan dengan permulaan penjajahan Eropah Dunia Baru. Penyakit-penyakit Eropah menghancurkan penduduk di Amerika, dan satu teori berpendapat bahawa ini membawa kepada penurunan dalam pertanian asli, yang seterusnya membiarkan hutan tumbuh semula dan mengambil sejumlah besar CO? daripada suasana. Ini telah dicadangkan sebagai tanda pertama kesan manusia yang dikenali secara geologi ke atas dunia, dan dengan itu permulaan zaman Anthropocene.

Tetapi adakah ini sebenarnya berlaku? Kajian kami tidak mencadangkan, kerana walaupun kami boleh agak pasti perubahan LIA dalam CO? Tahap adalah disebabkan oleh perbezaan dalam tingkah laku tumbuhan darat, keputusan kami menunjukkan bahawa perubahan itu adalah tindak balas kepada perubahan iklim, dan bukan kepada perubahan yang didorong oleh manusia dalam perlindungan tumbuh-tumbuhan.

Mencari petunjuk

Bagaimana kita boleh memberitahu? Kita tahu bahawa proses itu melibatkan tumbuhan darat, kerana atmosfera semasa LIA adalah lebih rendah dalam CO? mengandungi isotop karbon-12, yang lebih disukai oleh tumbuhan fotosintesis.

Tetapi bagaimana kita tahu jika perubahan itu disebabkan oleh perubahan dalam litupan tumbuh-tumbuhan, atau maklum balas iklim. Untuk menjawabnya, kami melihat gas lain, karbonil sulfida (COS), yang juga terperangkap dalam gelembung udara bersama karbon dioksida. Molekul ini mempunyai struktur yang hampir sama dengan CO?, kecuali salah satu atom oksigen digantikan dengan sulfur.

Ini cukup dekat untuk menipu tumbuhan, yang mengambilnya semasa fotosintesis. Tetapi tidak seperti CO?, COS ia tidak dilepaskan apabila bahan tumbuhan terurai jadi peningkatan dalam fotosintesis membawa kepada penurunan dalam COS atmosfera.

Ini bermakna hipotesis "Anthropocene awal" mempunyai kesan yang boleh diuji: ia sepatutnya membawa pengurangan kepekatan COS dalam teras ais. Walau bagaimanapun, apabila kita melihat rekod teras ais, kita mendapati bahawa terdapat kenaikan. Ini menunjukkan bahawa fotosintesis sebenarnya menurun semasa LIA, dan bukannya meningkat seperti yang kita harapkan jika perbezaan itu disebabkan oleh pertumbuhan semula hutan.

Ini bermakna penurunan CO atmosfera? semasa LIA berkemungkinan besar adalah tindak balas langsung kepada suhu yang menurun. Iklim LIA yang sejuk mengurangkan fotosintesis tetapi juga memperlahankan pernafasan dan penguraian tumbuhan, dengan kesan bersih yang lebih banyak CO? telah diambil oleh biosfera darat semasa musim sejuk.

Bagaimana dengan masa depan?

Sebaliknya perkara ini ialah sebaliknya mungkin berlaku apabila suhu meningkat, seperti sekarang. Peningkatan suhu mungkin bermakna lebih banyak CO? dibebaskan dari biosfera daratan. Walaupun tumbuhan terus meningkatkan fotosintesis mereka apabila Bumi menjadi panas, penemuan kami mencadangkan bahawa penguraian tumbuhan akan meningkat lebih banyak lagi, bermakna kurang karbon kekal di dalam tanah.

Ini berkaitan, kerana seperti yang kita ketahui, manusia telah membuka keran pada sumber baru karbon: bahan api fosil yang sebelum ini terkunci di bawah tanah. Kami dengan cepat kembali banyak karbon tersimpan ini ke atmosfera, dan tanah dan lautan hanya menghilangkan separuh daripada apa yang kami tambah.

Penemuan kami menunjukkan bahawa setiap peningkatan suhu akan menghasilkan kira-kira 20 bahagian per juta karbon dioksida tambahan di atmosfera. Ini adalah kira-kira pertengahan jangkaan daripada model iklim. Maksudnya, jika kita mahu mengekalkan pemanasan global dalam lingkungan 2? purata suhu pra-industri, selaras dengan iklim perjanjian Paris, kita perlu mengambil kira gelung maklum balas positif ini, yang bermaksud bahawa lebih banyak suhu naik, lebih banyak CO tambahan? akan dilepaskan dari landskap dunia.

Mengenai Pengarang

Peter Rayner, Felo Profesor, University of Melbourne

Cathy Trudinger, Saintis Penyelidikan Kanan, CSIRO

David Etheridge, Penyelidik Utama Penyelidik, CSIRO,

Mauro Rubino,, Universiti Kedua Naples

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at

Terima kasih kerana melawat InnerSelf.com, mana ada 20,000 + rencana mengubah hidup yang mempromosikan "Sikap Baharu dan Kemungkinan Baharu." Semua artikel diterjemahkan ke dalam 30+ bahasa. Langgan kepada Majalah InnerSelf, diterbitkan setiap minggu, dan Inspirasi Harian Marie T Russell. lahirnya Magazine telah diterbitkan sejak tahun 1985.