oude Klimaatgebeurtenissen :Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum
oude Klimaatgebeurtenissen: Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum
het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum (PETM) is 56 miljoen jaar voor de huidige tijd het beste antieke analoog van de moderne klimaatverandering. De PETM omvatte meer dan 5oC van opwarming in 15-20 duizend jaar (eigenlijk een beetje langzamer dan de snelheid van de opwarming van de afgelopen 50 jaar), gevoed door de input van meer dan 2000 gigaton (een gigaton is een miljard ton!) van koolstof in de atmosfeer. De PETM werd geassocieerd met de grootste massa-extinctie in de diepzee in de laatste 93 miljoen jaar en opmerkelijke diversificatie van het leven in de oppervlakte oceaan en op het land. Vanwege de potentiële betekenis, hebben geologen de gebeurtenis bestudeerd en het is het onderwerp van groot belang geweest, en meer dan een beetje controverse, voor de laatste 25 jaar. Daarom besteden we hier ook veel aandacht aan het evenement.
het bewijs voor opwarming komt uit verschillende bronnen, waarvan de meest overtuigende de zuurstofisotopen zijn van planktonische en bentische forams in diepzeekernen. Deze gegevens suggereren een significante opwarming van 6-8o C van oceaanoppervlaktewateren op een reeks breedtegraden, evenals van diepe wateren. We hoeven hier niet in detail te treden, maar dit wordt omgezet naar 4-5 oC van de gemiddelde temperatuur van de aarde, wat behoorlijk significant is. Ter vergelijking, de opwarming van de aarde sinds de industriële revolutie is ongeveer 1,2 oC. Vandaag de dag, opwarming is een gevolg van menselijke activiteiten, maar alleen zeer primitieve primaten waren rond op het moment van de PETM, en ze niet rijden auto ‘ s (!), dus wat veroorzaakte de opwarming toen?
die overeenkomt met de verschuiving van de zuurstofisotopen is een grote en negatieve verandering van 4 tot 5 per mil in koolstofisotopen die wordt gebruikt om de geologische omvang van de gebeurtenis te bepalen. De isotoopexcursie is geïdentificeerd in sedimenten die in de oceaan zijn afgezet en in terrestrische omgevingen zoals meren en rivieren. Het wordt een gouden piek genoemd omdat het kan worden gecorreleerd over de hele wereld en het markeert een precieze tijdshorizon, in feite is de excursie nu de formele definitie van de grens tussen het Paleoceen en Eoceen tijdperken. Bovendien stelt de excursie in terrestrische sedimenten ons in staat om de veranderingen die op het land tijdens de PETM plaatsvonden te correleren met die in de oceaan. Hieronder ziet u hoe de PETM eruit ziet in het Big Horn Basin in Wyoming.
het CO2-gehalte in de atmosfeer nam tijdens de PETM 3-4 keer toe. Of het nu uit auto ‘ s, fabrieken of niet-menselijke bronnen komt, CO2 is een broeikasgas en zorgt ervoor dat de atmosfeer warm wordt. Als gevolg daarvan waren de oppervlaktetemperaturen op het hoogtepunt van de gebeurtenis extreem warm, vooral op de grote breedtegraden. Voor de kust van Antarctica, een locatie die nu dicht bij het vriespunt ligt, waren de oceanen ongeveer 20oC (68 van) op het hoogtepunt van de PETM! Stel je voor dat je vandaag vanuit Antarctica in de oceaan springt! Tropische oceaan temperaturen waren echt warm. Een recente paper geeft aan dat de temperaturen voor de kust van West-Afrika 36 o C waren, dat is 97 van! Nu heb ik gezwommen in Miami in Augustus en het voelt als een badkuip op 88 van, maar 97 van is vrijwel onbewoonbaar! De PETM werd ook geassocieerd met grote veranderingen in de eigenschappen van de diepe oceaan. In tegenstelling tot vandaag, wanneer diepe oceaan wateren worden gekenmerkt door temperaturen dicht bij het vriespunt, PETM diepe wateren waren 10-15o C. Dit lijkt misschien niet zo warm allemaal gezien, maar er is geen twijfel dat veroorzaakt een fundamentele verandering in de manier waarop de circulatie in de oceaan werkte. De zeespiegel lag tijdens de PETM een stuk hoger en de continenten lagen op verschillende posities, zoals op de kaart hieronder te zien is.
waarschijnlijk was de oorzaak van deze warme diepe wateren dat ze afkomstig waren van andere locaties in de oppervlakte oceaan dan vandaag (zie Module 6 voor meer informatie over de bronnen van moderne diepe wateren), gecombineerd met de opwarming die plaatsvond in de oppervlakte Oceaan. Aangezien warmere wateren minder zuurstof bevatten dan koude wateren, waren PETM diepe wateren op veel locaties waarschijnlijk dicht bij een aandoening die bekend staat als hypoxie (we zullen hier meer over leren in Module 6). Het woord hypoxie klinkt niet al te verontrustend, maar stel je voor een minuut dat je een vis bent en je zuurstof nodig hebt voor de ademhaling. Hypoxie zou echt verschrikkelijk zijn geweest voor zo ‘ n wezen! Tot slot, de toevoer van zoveel CO2 in de oceaan zorgde ervoor dat het oceaanwater zuurder werd en leidde tot een toestand die bekend staat als oceaanverzuring (sorry dat we verder vooruit blijven springen, maar we zullen hier veel meer over leren in Module 7!). Verzuring van de diepe oceaan tijdens de PETM wordt goed geaccepteerd en wordt waargenomen door het volledig oplossen van alle CaCO3 schelpen die neerregenden op de zeebodem. Voor wezens die een schelp nodig hebben voor bescherming tegen roofdieren en om de zachte celdelen te beschermen tegen de harde oceaan, zou verzuring rampzalig zijn geweest. Ter vergelijking, de ondiepe Oceaan ervoer een veel kleinere daling van de zuurgraad en shelly wezens bleven er gedijen.