Forskare har kunnat bestämma de atmosfäriska koldioxidnivåerna under de senaste 2,1 miljoner åren i den skarpaste detalj ännu genom att analysera skalen från encellig plankton. Deras resultat belyser nytt ljus på CO2: s roll i jordens cykler av kylning och uppvärmning, vilket bekräftar många forskares misstankar om att högre koldioxidnivåer sammanföll med varmare intervaller under studieperioden. Men det utesluter också en minskning av koldioxid som orsaken till att jordens istid växer längre och mer intensivt för cirka 850 000 år sedan.
Studien, som publicerades i 19 juni-utgåvan av tidskriften Science, visar att de högsta koldioxidnivåerna under de senaste 2,1 miljoner åren i genomsnitt endast var 280 delar per miljon; men idag ligger CO2 på 385 delar per miljon, eller 38% högre. Detta konstaterande innebär att forskare kommer att behöva titta längre tillbaka i tiden för en analog till dagens klimatförändring.
I studien rekonstruerade Bärbel Hönisch, en geokemist vid jordobservatoriet Lamont-Doherty, och hennes kollegor CO2-nivåer genom att analysera skalen från encellig plankton begravd under Atlanten, utanför Afrikas kust. Genom att datera skalen och mäta deras förhållande mellan borisotoper kunde de uppskatta hur mycket koldioxid som var i luften när planktonen levde. Denna metod gjorde det möjligt för dem att se längre bakåt än de precisionsregister som bevarats i kärnor av polär is, som bara går tillbaka 800 000 år.
För omkring 850 000 år sedan bytte klimatcyklerna på jorden från att domineras av 40 000 åriga cykler, till de starkare 100 000 åriga cyklerna av nyare tid. Tidsperioden från 800 till 1 000 kyr sedan kallades mitten av Pleistocen-övergången, och eftersom rytmerna i jordens omloppsbana inte förändrats har vissa forskare tillskrivit denna övergång till fallande CO2-nivåer. Men studien fann att koldioxid var platt under denna övergång och troligtvis inte har utlöst förändringen.
"Tidigare studier indikerade att CO2 inte förändrades mycket under de senaste 20 miljoner åren, men upplösningen var inte tillräckligt hög för att vara definitiv," sade Hönisch. "Den här studien berättar att CO2 inte var den huvudsakliga utlösaren, även om våra data fortsätter att antyda att växthusgaser och det globala klimatet är intimt kopplade."
Tidsåtgången för istiden antas styras främst av jordens bana och lutning, vilket avgör hur mycket solljus som faller på varje halvklot. För två miljoner år sedan genomgick jorden en istid vart 41.000 år. Men för en tid sedan för 850 000 år sedan växte cykeln till 100 000 år, och isarken nådde större utsträckning än de hade på flera miljoner år - en förändring för stor för att förklaras av orbitalvariation ensam.
En global nedgång i CO2 är bara en teori som föreslås för övergången. En andra teori antyder att framåtgående glaciärer i Nordamerika avlägsnade mark i Kanada, vilket orsakade att tjockare, långvarigare is byggdes upp på den kvarvarande berggrunden. En tredje teori utmanar hur cyklerna räknas och frågar om en övergång alls inträffade.
De låga koldioxidnivåerna som beskrivs i studien under de senaste 2,1 miljoner åren gör dagens nivåer, orsakade av industrialisering, verkar ännu mer avvikande, säger Richard Alley, en glaciolog vid Pennsylvania State University, som inte var involverad i forskningen.
"Vi vet från att titta på mycket äldre klimatregister att den stora och snabba ökningen av C02 tidigare (för cirka 55 miljoner år sedan) orsakade stor utrotning i bottenhavande varelser och upplöst en hel del skal när havet blev surt, " han sa. "Vi är på väg i den riktningen nu."
Idén att ungefärliga koldioxidnivåer med bor, ett element som frigörs av vulkaner och använts i hushålls tvål, var banbrytande under det senaste decenniet av tidningens medförfattare Gary Hemming, forskare vid Lamont-Doherty och Queens College. Studiens andra författare är Jerry McManus, också på Lamont; David Archer vid University of Chicago; och Mark Siddall, vid University of Bristol, Storbritannien.
Källa: EurekAlert
