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    In einer sich erwärmenden Welt das Klima vorhersagen, indem man auf die antike Vergangenheit blickt
    Vor 2 Tagen und 12 Stunden

    Kann uns die tiefe Vergangenheit helfen, unsere Zukunft zu verstehen?
    Dank ungezügelter Treibhausgasemissionen fügt unser Planet eine Klimaversion von Dr. Frankensteins Monster zusammen. Wir haben immer noch Eis aus den wärmeren Teilen des Pleistozäns, auch wenn sich unsere Temperatur dem wärmeren Pliozän vor 3 Millionen Jahren nähert. Inzwischen liegt unser CO2-Gehalt zwischen dem Pliozän und

    Irgendwann muss sich diese unnatürliche Verschmelzung nicht übereinstimmender Klimaanteile in ein neues Gleichgewicht auflösen – aber an welchem ​​Punkt? Und wie sieht dieses Gleichgewicht aus? Vieles davon liegt an uns, basierend darauf, wie schnell wir Netto-Null-Treibhausgasemissionen erreichen. Aber es liegt auch an unserem Planeten – wie „sensibel“ er auf Treibhausgase reagiert und wie schnell er auf Veränderungen reagiert.

    Die Entdeckung der Empfindlichkeit unseres Planeten gegenüber Treibhausgasen ist seit dem 1970er Jahre, aber es hat sich hartnäckig den Versuchen widersetzt, es einzuschränken. Das Beste, was wir tun können, ist ein breites Spektrum: 1,5 bis 4,5° C Erwärmung bei einer Verdoppelung des CO2-Gehalts. Das ist ein riesiger Temperaturbereich, und wir werden die vorindustriellen CO2-Werte in diesem Jahrhundert wahrscheinlich verdoppeln, obwohl wir eine Erwärmung über 2 °C vermeiden wollen. Die Einengung dieses Bereichs wird der Schlüssel zum Verständnis sein, wie unser Frankenstein-ähnliches Klima aussehen wird, wenn es sich beruhigt in ein neues Gleichgewicht.

    Wir haben das Holozän hinter uns gelassen

    Ein Teil der Unsicherheit besteht darin, dass unsere Instrumentenaufzeichnungen nur einen kleinen Teil des kühlen Klimas erfassen, das wir zurückgelassen haben. Bis 2100 sind wir auf dem besten Weg, globale Temperaturen zwischen ~2,7°C und 3,6°C wärmer als in der vorindustriellen Zeit zu erreichen. Dies ist wärmer als das gesamte Holozän, die geologische Periode seit der letzten Eiszeit, in der die menschliche Gesellschaft mit Landwirtschaft, Städten und Industrie blühte.

    „Wir sprechen von einer Erwärmung, die dem Pliozän gleichkommt “, sagte mir Dr. Jessica Tierney von der University of Arizona, „aber bei CO2-Werten, die uns… weiter in die Zeit zurückbringen würden, wahrscheinlich in die Miozän-Warmzeit.“

    Im Pliozän, unsere Vorfahren waren Australopithen, die sich noch nicht ganz dem Leben aus Bäumen verschrieben hatten. Das meiste Eis auf Grönland und der Westantarktis war derzeit nicht vorhanden, und der Meeresspiegel war zwischen fünf und 25 Meter höher als im Jahr 1900. Im Miozän waren unsere Vorfahren noch Affen, der Meeresspiegel war vielleicht 48 Meter höher und Teile der Antarktis waren üppig bewaldet.

    „Das antike Klima ist unser einziger Kontext dafür, wie eine warme Welt aussieht“, sagte Tierney. „Wir bitten unsere Modelle, es für uns zu simulieren, aber wenn wir wissen wollen, was in einer Welt mit hohem CO2-Ausstoß tatsächlich passiert, müssen wir die Beispiele in der Vergangenheit suchen.“ Werbung

    Einen Zeh in uralte Meere tauchen

    Dazu muss man zuerst diese uralten Temperaturen und CO2-Werte messen.

    Da es keine Thermometer oder . gab Infrarot-Spektroskope verwendeten Wissenschaftler damals indirekte Messungen oder "Proxys", Elemente, die ihre chemische, isotopische oder physikalische Zusammensetzung im Verhältnis zu Temperatur-, CO2- oder sogar Niederschlagsänderungen ändern. Es gibt eine Fülle solcher Proxys zur Auswahl, von banal (verschiedene Element- und Isotopenverhältnisse) bis hin zu bizarren (Packrattenurin, Blattwachs, Mottenschuppen und Blattporen).

    Jeder Proxy ist kalibriert um die Umrechnung in relevante Klimawerte wie Temperatur, CO2, Niederschlagsregime usw. zu ermöglichen. Diese Kalibrierung ist oft alles andere als einfach, daher wurden Proxys im Allgemeinen als zu unsicher und zu verrauscht angesehen, um die Klimasensitivitätszahlen stark einzuschränken. Aber das hat sich geändert.

    Um ein Beispiel zu nennen: Temperaturschätzungen für das Eozän schwankten früher stark. Es war eindeutig eine der heißesten Perioden in der Geschichte des Planeten, mit Bedingungen, von denen angenommen wurde, dass sie unserer extremen und unwahrscheinlichen Zukunft mit hohen Emissionen im schlimmsten Fall entsprechen. Schätzungen darüber, wie viel heißer es war als in der vorindustriellen Zeit, schwankten jedoch stark, von 9 ° bis 23 ° C wärmer. Inkonsistenzen zwischen Proxys, Methoden und Zeitrahmen trugen alle zum Rauschen bei.

    Mehrere Projekte versuchten, diese Probleme zu beheben. In einem Beispiel hat Dr. Gordon Inglis von der University of Southampton mit Hilfe von Kollegen eine große Sammlung von Proxys mit angemessener globaler Abdeckung sorgfältig kuratiert und analysiert. „Wir haben uns (zum ersten Mal) mehrere Methoden angesehen und diese auf denselben Datensatz (zum ersten Mal) angewendet“, sagte mir Inglis letztes Jahr per E-Mail. „Dies ermöglicht einen Apfel-für-Äpfel-Vergleich zwischen den Methoden.“ Werbung

    Die Schätzungen des Teams zu den Temperaturen im frühen Eozän deuten darauf hin, dass es in dieser Zeit 10 bis 16 °C wärmer war als in der vorindustriellen Zeit. Diese Schätzung ist robuster und präziser als zuvor und ermöglicht es Wissenschaftlern, eine Klimasensitivität für unsere Zeit von 3,1 ° C Erwärmung pro CO2-Verdoppelung abzuschätzen, was den Wert im neuesten IPCC-Bericht bestätigt. Aber der rigorose Ansatz des Teams hat einige Probleme aufgezeigt. Ein auf Mikrobenfett basierender Meerestemperatur-Proxy namens „TEX86“ führt beispielsweise zu wärmeren Temperaturen als andere Proxys, und einige landbasierte Proxys (Blattfossilien, Pollen und Chemikalien, die als „verzweigte GDGTs“ aus Boden- und Torfbakterien bezeichnet werden) max., wenn ihre Umgebungstemperatur etwa 25 bis 30 °C beträgt.

    „Wenn wir die terrestrischen Daten ausschließen … erhalten wir viel höhere Temperaturschätzungen“, erklärte Inglis.

    Meeres-Proxy Daten werden oft von winzigen Planktonleichen gemessen, die nur 0,01 Millimeter (0,004 Zoll) breit sind. Sauerstoffisotope in den Planktonüberresten sagen uns die Temperatur des Meerwassers, in dem das Plankton lebte, aber diese Isotope können sich in ihren Sedimentgräbern im Laufe der Jahrmillionen ändern, bevor sie beprobt werden.

    Dieses Problem betraf frühe Arbeiten, die schlug vor, dass das warme Klima der Vergangenheit Tropen hatte, die ungefähr so ​​kühl waren wie heute. Es stellte sich heraus, dass die Isotope dieser winzigen Skelette nach dem Tod durch kaltes Grundwasser zurückgesetzt wurden. Daher verwenden Wissenschaftler jetzt nur noch unberührte Leichen, die schnell in Ton begraben wurden, um das Wasser abzudichten.

    Zu anderen Zeiten Unstimmigkeiten zwischen verschiedenen Laboren haben das Klimasignal überlagert, daher haben Wissenschaftler Standard-Referenzchemikalien hergestellt, um sicherzustellen, dass die Labore eine konsistente Basislinie haben. Dies reduzierte die Unsicherheit bei alten CO2-Messungen basierend auf Borisotopen um eine Größenordnung. Inzwischen haben immer empfindlichere Instrumente es möglich gemacht, mit kleineren Stichproben bessere Ergebnisse zu erzielen und die Tür zu neuen, robusteren Techniken zu öffnen.

    Diese Bemühungen haben dazu geführt, dass antike Klimata („Paläoklimate“) mit anderen gleichberechtigt sind Beweislinien, während Wissenschaftler versuchen, die Klimaunsicherheit für unsere Zukunft einzugrenzen. „Diese Paläo-Zeiträume sind potenziell ein sehr leistungsfähiges Werkzeug, um unsere Modelle abzustimmen“, sagte mir Professor Dan Lunt von der University of Bristol.





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