Ce ne spune polenul antic despre schimbările climatice viitoare

Modificările în plante variază de la pre-PETM la PETM mapate în tipuri simplificate de climă Köppen. Credit: Universitatea din Melbourne

Cu aproximativ 56 de milioane de ani în urmă, clima Pământului a suferit o tranziție climatică majoră. O eliberare mare de carbon în ocean și atmosferă a ridicat dioxid de carbon atmosferic (CODouă), ceea ce a însemnat o creștere a temperaturilor cu 5 până la 8 °C și o creștere a nivelului mării.

Sună cunoscut?

Acest eveniment, numit maximul termic paleocen-eocen (PETM), a avut loc pe parcursul a câteva zeci de mii de ani, dar cauzele și consecințele acestei tranziții sunt încă dezbătute pe larg.

Unele dintre cauzele ipotetice ale eliberării uriașe de carbon includ activitatea vulcanică masivă în Atlanticul de Nord, eliberarea bruscă de metan de pe fundul oceanului sau topirea permafrostului sau a turbei în Antarctica.

Dovezile pentru PETM provin în principal din sedimentele marine antice, dar dacă vrem să învățăm din această perioadă ce s-ar putea întâmpla ca urmare a crizei noastre actuale privind schimbările climatice, trebuie să înțelegem și ce s-a întâmplat pe uscat.

Până în prezent, au fost disponibile puține informații despre modul în care clima PETM a schimbat viața pe pământ, așa că echipa noastră de cercetare a folosit polen fosil distribuit la nivel global, conservat în roci antice, pentru a reconstrui modul în care vegetația terestră și clima s-au schimbat în această perioadă.

Noua noastră cercetare, condusă de mine și dr. Scott Wing la Departamentul de Paleobiologie de la Muzeul Național de Istorie Naturală din Smithsonian și publicată în jurnal Paleoceanografie și paleoclimatologie, arată că o creștere a concentrației de CO atmosfericDouă a jucat un rol important în schimbarea climei Pământului și a vieții vegetale.

Am putea observa o creștere similară în secolele următoare, ca urmare a creșterilor antropice (cauzate de oameni) ale CO2.Două.

Pentru a înțelege cum s-a schimbat și s-a mutat vegetația terestră în această perioadă, am folosit o abordare recent dezvoltată, bazată pe polenul fosil conservat în depozitele de roci antice. Utilizează aspectul distinct, specific speciei, al boabelor de polen văzute la microscop.

Aspectul distinctiv al polenului a evoluat pentru a ajuta la strategiile de polenizare folosite de plante. Deoarece fiecare specie are polen unic, înseamnă că putem compara polenul fosil cu polenul modern pentru a găsi o potrivire, atâta timp cât familia de plante nu a dispărut.

Ca rezultat, polenul fosil poate fi atribuit cu încredere numeroaselor familii de plante moderne. Fiecare dintre aceste plante moderne are cerințe climatice specifice și presupunem că rudele lor antice aveau nevoie de un climat similar.

Pentru a oferi mai multă încredere acestei ipoteze, am evitat datele pentru grupurile de plante despre care se știe că au evoluat după PETM, deoarece este posibil ca aceste specii să nu se fi stabilit în aceeași preferință climatică ca și astăzi.

Polenul păstrat în roci de zeci de milioane de ani ne permite să reconstruim atât comunitățile florale antice, cât și climatele trecute.

Ce ne spune polenul antic despre schimbările climatice viitoare

Cercetarea folosește aspectul distinct, specific speciei, al boabelor de polen văzute la microscop. Credit: Universitatea din Melbourne

Pentru prima dată, am aplicat această abordare la nivel mondial, la mostre de fosile din 38 de situri PETM de pe fiecare continent, cu excepția Antarcticii. Această nouă analiză a polenului arată că comunitățile de plante PETM sunt distincte de comunitățile de plante pre-PETM din aceleași locuri.

Aceste modificări ale compoziției florale, datorate migrațiilor masive ale plantelor, indică faptul că schimbările în vegetație ca urmare a schimbărilor climatice au fost globale, deși tipurile de plante implicate au variat în funcție de regiune.

Când spunem migrația plantelor, ne referim la mișcarea plantelor, deoarece semințele care sunt răspândite cresc mai bine într-un loc și climat decât în ​​altul, în acest caz la latitudini mai înalte și mai reci decât la latitudini mai joase și mai calde.

Plantele pot migra mai mult de 500 de metri în fiecare an, așa că timp de mii de ani se pot deplasa la distanțe mari.

De exemplu, în emisfera nordică, mlaștinile cu chiparoși cheli din Wyoming din SUA au fost brusc înlocuite cu păduri subtropicale, sezoniere uscate, dominate de palmieri. La fel, în emisfera sudică, pădurile temperate umede de podocarp au fost înlocuite cu păduri subtropicale de palmieri.

Am atribuit fiecărei specii o categorie bazată pe climă, numită tipul de climă Köppen. Exemple în acest sens includ pădurea tropicală, deșertul arid, vara temperată caldă și tundra polară.

Acest lucru ne spune că PETM a adus clime mai calde și mai umede către poli în ambele emisfere, dar climat sezonier mai cald și mai uscat către latitudinile mijlocii.

Pentru a explora amploarea geografică a acestor schimbări, am lucrat cu Dr. Christine Shields de la Centrul Național de Cercetare Atmosferică din SUA și Dr. Jeffrey Kiehl de la Universitatea din California pentru a rula simulări ale modelelor climatice.

Datele utilizate pentru a crea aceste simulări au fost derivate din Modelul Sistemului Pământului Comunitar (versiunea CESM1.2).

Aceste simulări se potriveau îndeaproape cu datele climatice pe care le-am găsit în polen, inclusiv extinderea climatelor temperate în detrimentul tipurilor de climă rece spre poli, precum și extinderea climatelor temperate și tropicale la latitudinile mijlocii.

Deci, dacă CO actualul nostruDouă nivelurile continuă să crească, încălzirea și topirea permafrostului, care ar putea elibera mai mult carbon stocat în atmosferă, așa cum ar fi putut să fi făcut acum 56 de milioane de ani, vom vedea din nou aceste schimbări masive ale vegetației ca răspuns la schimbările dramatice ale condițiilor meteorologice locale.

Capacitatea vegetației de a migra va depinde de mulți factori, inclusiv de viteza schimbărilor climatice și de disponibilitatea unor zone de migrare adecvate pentru aceste plante.

Unde merg plantele, la fel vor fi și animalele care depind de ele (dacă pot), poate, în unele cazuri, inclusiv oamenii.

Înțelegerea acestei schimbări masive a planetei noastre, care a avut loc ca urmare a unui climat mai cald, ne oferă o perspectivă asupra viitorului nostru potențial. Suntem pregătiți să ne mutăm fizic din casele noastre, așa cum au făcut aceste păduri străvechi, pentru a ne adapta la schimbările climatice sau putem lucra împreună acum pentru a evita consecințele negative ale încălzirii globale?


Schimbările în vegetație au modelat temperaturile globale în ultimii 10.000 de ani


Mai multe informatii:
Vera A. Korasidis et al, Schimbările globale ale vegetației terestre și ale climei continentale în timpul maximului termic Paleocen-Eocen, Paleoceanografie și Paleoclimatologie (2022). DOI: 10.1029/2021PA004325

Furnizat de Universitatea din Melbourne

Citare: What Ancient Pollen Tells Us About Future Climate Change (6 mai 2022) Preluat la 6 mai 2022 de la https://phys.org/news/2022-05-ancient-pollen-future-climate. html

Acest document este supus dreptului de autor. În afară de orice tranzacție echitabilă în scopuri private de studiu sau cercetare, nicio parte nu poate fi reprodusă fără permisiunea scrisă. Conținutul este furnizat doar în scop informativ.

Add Comment