Isflak driver på Svalbard, Norge. Sven-Erik Arndt / Arterra / Universal Images Group via Getty Images

Hvert år krymper havisen i det arktiske hav til et lavt punkt i midten af ​​september. I år måler den kun 1.44 millioner kvadratkilometer (3.74 millioner kvadratkilometer) - den næst laveste værdi i de 42 år siden satellitter begyndte at tage målinger. Isen i dag dækker kun 50% af det areal, det dækkede for 40 år siden i sensommeren.

Dette års mindste isudbredelse er den laveste i den 42 år gamle satellitrekord bortset fra 2012, hvilket forstærker en langsigtet nedadgående tendens i arktisk isdække. Hvert af de sidste fire årtier har gennemsnitligt mindre sommeris. NSIDC

Som det mellemstatslige panel om klimaændringer har vist, er kuldioxidniveauer i atmosfæren højere end på noget tidspunkt i menneskets historie. Sidste gang, at atmosfæriske CO2-koncentrationer nåede dagens niveau - omkring 412 dele pr. million - var for 3 millioner år siden, under pliocænepoken.

Som geovidenskabere, der studerer udviklingen af ​​Jordens klima , hvordan det skaber betingelser for livet, ser vi udviklende forhold i Arktis som en indikator for, hvordan klimaforandringer kunne transformere planeten. Hvis de globale drivhusgasemissioner fortsætter med at stige, kan de bringe jorden tilbage til Pliocene-forhold med højere havniveauer, skiftede vejrmønstre og ændrede forhold i begge naturlige verden , menneskelige samfund.

Pliocæn Arktis

Vi er en del af et team af forskere, der analyserede sedimentkerner fra El'gygytgyn-søen i det nordøstlige Rusland i 2013 for at forstå Arktis klima under højere atmosfæriske kuldioxidniveauer. Fossil pollen bevaret i disse kerner viser, at Pliocene Arctic var meget forskellig fra sin nuværende tilstand.

I dag er Arktis en træløs slette med kun sparsom tundravegetation, såsom græs, sedge og et par blomstrende planter. I modsætning hertil indeholdt de russiske sedimentkerner pollen fra træer som lærk, gran, gran og hemlock. Dette viser det boreale skove, som i dag ender hundreder af miles længere syd og vest i Rusland og ved polarcirklen i Alaska, nåede engang helt til det arktiske hav over store dele af det arktiske Rusland og Nordamerika.

Fordi Arktis var meget varmere i Pliocene, eksisterede Grønlandsisen ikke. Små gletsjere langs Grønlands bjergrige østkyst var blandt de få steder med is året rundt i Arktis. Pliocæn Jorden havde kun is i den ene ende - i Antarktis - og den is var mindre omfattende og mere modtagelige for smeltning.

Fordi havene var varmere, og der ikke var store iskapper på den nordlige halvkugle, var havniveauerne 30 til 50 fod (9 til 15 meter) højere over hele kloden end de er i dag. Kystlinjer var langt inde i landet fra deres nuværende placering. Områderne, der nu er Californiens Central Valley, Florida-halvøen og Golfkysten, var alle under vandet. Det var også det land, hvor store kystbyer som New York, Miami, Los Angeles, Houston og Seattle ligger.

Varmere vintre på tværs af hvad der nu er den vestlige USA reducerede sneryg, som i disse dage leverer meget af regionens vand. Dagens Midtvesten og Great Plains var så meget varmere og tørre, at det ville have været umuligt at dyrke majs eller hvede der.

Hvorfor var der så meget CO2 i Pliocene?

Hvordan nåede CO2-koncentrationer under Pliocene niveauer svarende til nutidens? Mennesker ville ikke dukke op på Jorden i mindst en million millioner år til, og vores brug af fossile brændstoffer er endnu nyere. Svaret er, at nogle naturlige processer, der har fundet sted på Jorden gennem sin historie, frigiver CO2 til atmosfæren, mens andre forbruger det. Hovedsystemet, der holder disse dynamikker i balance og styrer Jordens klima, er en naturlig global termostat, der reguleres af klipper, der reagerer kemisk med CO2 og træk det ud af atmosfæren.

Drivhuseffekten fører til stigninger i overfladetemperaturer og nogle steder nedbør. Sammen fremskynder disse silikatbjergforvitring. Hurtigere forvitring fjerner igen mere CO2 fra atmosfæren (gul pil). Styrken af ​​drivhuseffekten er afhængig af atmosfæriske CO2-niveauer. Gretashum / Wikipedia

I jord nedbrydes visse klipper konstant til nye materialer i reaktioner, der forbruger CO2. Disse reaktioner har tendens til at fremskynde, når temperaturer og regn er højere - nøjagtigt de klimaforhold, der opstår, når atmosfæriske drivhusgaskoncentrationer stiger.

Men denne termostat har en indbygget kontrol. Når CO2 og temperaturer stiger, og stenforvitring accelererer, trækker det mere CO2 fra atmosfæren. Hvis CO2 begynder at falde, afkøles temperaturen og bjergforvitring globalt og trækker mindre CO2 ud.

Stenforvitringsreaktioner kan også fungere hurtigere, hvor jorden indeholder masser af nyeksponerede mineraloverflader. Eksempler inkluderer områder med høj erosion eller perioder, hvor Jordens tektoniske processer skubbede land opad og skabte store bjergkæder med stejle skråninger.

Stenforvitringstermostaten fungerer i et geologisk langsomt tempo. For eksempel anslog forskere i slutningen af ​​dinosaurernes tidsalder for omkring 65 millioner år siden, at atmosfæriske CO2-niveauer var mellem 2,000 og 4,000 dele pr. Million. Det tog over 50 millioner år at reducere dem naturligt til omkring 400 dele pr. Million i Pliocene.

Fordi naturlige ændringer i CO2-niveauer skete meget langsomt, var cykliske skift i jordens klimasystem også meget langsomme. Økosystemer havde millioner af år til at tilpasse sig, justere og langsomt reagere på skiftende klimaer.

{vembed Y=2hNgEVFMJnQ}
Sommervarmebølger ændrer det nordlige Sibirien, optøer permafrost og skaber betingelser for store skovbrande.

En pliocenlignende fremtid?

I dag er menneskelige aktiviteter overvældende de naturlige processer, der trækker CO2 ud af atmosfæren. Ved begyndelsen af ​​den industrielle periode i 1750 stod atmosfærisk CO2 på ca. 280 dele pr. Million. Det har kun taget mennesker 200 år at fuldstændigt vende den bane, der begyndte for 50 millioner år siden, og bringe planeten tilbage til CO2-niveauer, der ikke har været oplevet i millioner af år.

Det meste af dette skift er sket siden Anden Verdenskrig. Årlige stigninger på 2-3 dele pr. Million er nu almindelige. Og som reaktion varmer jorden op i et hurtigt tempo. Siden omkring 1880 er planeten opvarmet af 1 grad Celsius (2 grader Fahrenheit) - mange gange hurtigere end nogen opvarmningsepisode i de sidste 65 millioner år af Jordens historie.

I Arktis har tab af reflekterende sne og isdække forstærket denne opvarmning til +5 C (9 F). Som et resultat trækkes den arktiske havisdækning om sommeren ned og ned. Forskere projicerer, at Arktis vil være helt isfri om sommeren inden for de næste to årtier.

Dette er ikke det eneste bevis for drastisk opvarmning i Arktis. Forskere har registreret ekstreme smelterater om sommeren over det grønlandske isark. I begyndelsen af ​​august, Canadas sidste tilbageværende ishylde, på Nunavuts territorium, kollapsede i havet. Dele af Arktisk Sibirien , Svalbard, en gruppe norske øer i det arktiske hav, nåede rekordstødende høje temperaturer i sommer.

Kystbyer, landbrugsbrødkurvregioner og vandforsyning til mange samfund vil alle være radikalt forskellige, hvis denne planet vender tilbage til en Pliocene CO2-verden. Denne fremtid er ikke uundgåelig - men at undgå den vil kræve store skridt nu for at mindske brugen af ​​fossile brændstoffer og skrue ned Jordens termostat.

Om forfatterne

Julie Brigham-Grette, professor i geovidenskab, University of Massachusetts Amherst og Steve Petsch, lektor i geovidenskab, University of Massachusetts Amherst

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

Livet efter kulstof: Den næste globale transformation af byer

by Peter Plastrik, John Cleveland
Vores byers fremtid er ikke, hvad den plejede at være. Den moderne by model, der tog holder globalt i det tyvende århundrede har overlevet sin nytte. Det kan ikke løse de problemer, det hjalp med at skabe - især den globale opvarmning. Heldigvis er en ny model for byudvikling dukker op i byerne at aggressivt tackle realiteter klimaændringer. Det transformerer den måde, byer designer og bruger det fysiske rum, skaber økonomisk velstand, forbruger og disponerer over ressourcer, udnytter og opretholder de naturlige økosystemer og forbereder sig på fremtiden. Fås på Amazon

Den sjette udryddelse: En unaturlig historie

af Elizabeth Kolbert
I løbet af det sidste halve milliard år, har der været fem masseudryddelser, hvor mangfoldigheden af ​​liv på jorden pludseligt og dramatisk kontraheret. Forskere overalt i verden overvåger i øjeblikket den sjette udryddelse, der forudses at være den mest ødelæggende udryddelsesbegivenhed siden den asteroide påvirkning, der udslettede dinosaurierne. Denne gang er katastrofen os. I prosa, der på én gang er ærlig, underholdende og dybt informeret, New Yorker forfatter Elizabeth Kølbert fortæller os, hvorfor og hvordan mennesker har ændret livet på planeten på en måde ingen art har før. Sammenflettende forskning inden for et halvt dusin discipliner, beskrivelser af de fascinerende arter, der allerede er gået tabt, og historien om udryddelse som koncept, giver Kolbert en bevægende og omfattende redegørelse for forsvinden, der opstår foran vores øjne. Hun viser, at den sjette udryddelse sandsynligvis er menneskehedens mest varige arv, hvilket tvinger os til at overveje det grundlæggende spørgsmål om, hvad det betyder at være menneske. Fås på Amazon

Klimakriger: Kampen for overlevelse, når verden overophedes

af Gwynne Dyer
Bølger af klimaflygtninge. Dusinvis af mislykkede stater. All-out krig. Fra en af ​​verdens store geopolitiske analytikere kommer et skræmmende glimt af de strategiske realiteter i den nærmeste fremtid, når klimaforandringer driver verdens magter mod overlevelsespolitikken. Presenterende og uvinklet, Klimakrig vil være en af ​​de vigtigste bøger i de kommende år. Læs det, og find ud af, hvad vi går mod. Fås på Amazon

Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, , ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.