Global Warming: Early Animals hebben 500 miljoen jaar geleden klimaatverandering veroorzaakt

Klimaatverandering is tegenwoordig synoniem met het verlies van mensenlevens. Hier is een greep uit de dingen die het doodt: koralen, de Arabische zee, alle ijsberen en Miami. Het is ook, paradoxaal genoeg, ook synoniem aan te veel leven - zoals het altijd is geweest, als een nieuw leven Natuurcommunicatie artikel toont. In de paper trekken onderzoekers een parallel tussen de huidige menselijke activiteit en een scherpe opleving in het leven van meer dan 500 miljoen jaar geleden, die leidde tot de enorme opwarming van de aarde in het Cambrium.

Voordat de dieren die we kennen tevoorschijn kwamen op het land en in de zee, waren er kleine, gravende organismen op de bodem van de oceaan. En voordien ze er bestonden dikke microbenmatten op de bodem van de zee. In de paper laat het team van onderzoekers uit België en het Verenigd Koninkrijk zien dat, toen de kleine houthakkers zo'n 500 miljoen jaar geleden evolueerden en in die organische matten groeven, ze een gigantische opwarming van de aarde veroorzaakten. Als mede-auteur van de studie en de geowetenschapper Benjamin Mills van de Universiteit van Leeds, Ph.D. uitgelegd aan omgekeerde in een e-mail leidde de resulterende vrijgave van enorme hoeveelheden koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer van de aarde tot een sterke stijging van de temperatuur op aarde in de komende miljoenen jaren.

"In ons model neemt atmosferische CO2 toe met ongeveer 1000 ppm, waardoor de gemiddelde oppervlaktetemperatuur met 5 graden stijgt", zegt Mills. "Opwarming vindt plaats over een aantal miljoen jaar, maar het klimaat blijft nog heel lang achter omdat het proces van oxidatie van organische stoffen niet wordt afgesloten. De nieuwe, heterere stabiele toestand die misschien 80 miljoen jaar aanhoudt."

De stijging van de temperatuur komt allemaal neer op bioturbatie - het proces waarbij de kleine dieren sedimenten op de bodem van de zee omver wierpen, het blootleggen van lang begraven koolstof dat uiteindelijk zijn weg vond uit de oceaan en de lucht in. Ondertussen, terwijl deze dieren in de zee gedijden, ademden ze zuurstof uit de oceaan in en bliezen nog meer kooldioxide uit. Wetenschappers weten al lang dat er een toename was van de temperatuur op aarde rond 520-540 miljoen jaar geleden, maar niemand dacht echt dat het veroorzaakt werd door deze kleine bioturbators omdat hun kleine bewegingen zo onbeduidend leken. Deze aanname was onjuist, zegt Mills.

"De dieren uit het vroege Cambrium hebben zich niet diep in het sediment ingegraven, misschien slechts ~ 1 cm, daarom is algemeen aangenomen dat hun impact minimaal was (zowel wat betreft het veroorzaken van anoxie lage zuurstof als de uitstoot van CO2. van oxidatie van organische stoffen), "zegt hij. Omdat de burrowers die later werden gegraven dieper - zoveel was duidelijk uit het fossielenbestand - hadden wetenschappers aangenomen dat ze een grotere impact hadden. Maar de studie van het team toonde: twijfel niet aan de kleine jongens.

"Ons werk bouwt voort op voorstudies die suggereren dat ondiep graven in feite voldoende is om een ​​grote impact te hebben op de chemie van sedimenten," zegt hij. In het onderzoek bouwden Mills en zijn collega's een wiskundig model dat rekening houdt met de evolutie van deze kleine dieren. Met dit model simuleerden ze hoe de aarde er op dit moment uitzag, kwantificeerden ze alle extra koolstofdioxide in de atmosfeer en berekenden ze hoe warm het werd.

De kleine bioturbators maakten het leven niet gemakkelijk voor enig ander organisme dat in de komende 80 of zo miljoen jaar is geëvolueerd. In feite noteert het team in de krant dat het zelfs mogelijk is dat de stijging van de mondiale temperatuur en de afname van zuurstof in de zee die ze veroorzaakten leidde tot meerdere massale uitsterving. "Er is een sterke correlatie tussen oceaananoxie, positieve δ13C koolstofexcursies en uitstervingsgebeurtenissen, en het is mogelijk dat de interacties tussen burrowing macrofauna, biogeochemical cycling en ocean anoxia hebben bijgedragen aan deze patronen," schrijven ze.

Als dit iets te dichtbij voelt voor comfort, is dat omdat het zo is. Mensen, zoals de kleine bioturbators, brengen nu enorme hoeveelheden kooldioxide in de atmosfeer, en de stijgende temperaturen leiden tot massa-uitsterving. Het verschil is dat het broeikaseffect deze keer veel sneller gebeurt. Terwijl het Cambrische global warming-evenement plaatsvond miljoenen jaren, antropogene klimaatverandering heeft plaatsgevonden sinds het midden van de 20e eeuw. We dreigen een stijging van 2 ° C te veroorzaken, en dat is pas ongeveer 70 jaar geleden.

"De gebeurtenissen van het Cambrium speelden zich uit over miljoenen jaren en bleken op dat moment problematisch te zijn geweest voor de biosfeer, terwijl mensen in staat zijn dit niveau van opwarming en oceaandeoxygenatie te veroorzaken over slechts honderden (of duizenden voor anoxie) van jaar, "zegt Mills.

Er zijn natuurlijk manieren voor mensen om in te grijpen; het probleem is dat mensen die dingen daadwerkelijk doen. Mills denkt dat de beste manier om de effecten van verminderde zuurstof in de zee te verminderen, is stoppen met het dumpen van chemicaliën in het water waardoor zuurstofzuigende algen bloeien.

"Aanwezige anoxie wordt voornamelijk veroorzaakt door het wegstromen van voedingsstoffen (bijvoorbeeld fosfor uit kunstmeststoffen) in de oceaan en kan het beste worden verzacht door deze fluxen te verminderen door veranderingen in landbouw- en stroomgebiedbeheer", zegt hij.