Pakijs drijven in Svalbard, Noorwegen. Sven-Erik Arndt / Arterra / Universal Images Group via Getty Images

Elk jaar krimpt de zee-ijsbedekking in de Noordelijke IJszee tot half september tot een dieptepunt. Dit jaar meet het slechts 1.44 miljoen vierkante mijl (3.74 miljoen vierkante kilometer) - de op een na laagste waarde in de 42 jaar sinds satellieten metingen begonnen te doen. Het ijs bedekt vandaag alleen 50% van het gebied dat het 40 jaar geleden besloeg in de nazomer.

De minimale ijsgrens van dit jaar is de laagste in het 42 jaar oude satellietrecord, met uitzondering van 2012, wat een langdurige neerwaartse trend in de Arctische ijsbedekking versterkt. Elk van de afgelopen vier decennia is gemiddeld achtereenvolgens minder zomerijs. NSIDC

Zoals het Intergovernmental Panel on Climate Change heeft aangetoond, zijn de kooldioxide-niveaus in de atmosfeer dat wel hoger dan ooit in de menselijke geschiedenis. De laatste keer dat atmosferische CO2-concentraties het niveau van vandaag bereikten - ongeveer 412 delen per miljoen - was 3 miljoen jaar geleden, tijdens het Plioceen Epoch.

Als geowetenschappers die studeren de evolutie van het klimaat op aarde en hoe het voorwaarden voor het leven scheptzien we de veranderende omstandigheden in het noordpoolgebied als een indicator van hoe klimaatverandering de planeet zou kunnen transformeren. Als de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen blijft stijgen, zouden ze de aarde kunnen terugbrengen naar Pliocene omstandigheden, met hogere zeeniveaus, veranderde weerpatronen en veranderde omstandigheden in zowel de natuurlijke wereld en menselijke samenlevingen.

Het Plioceen Noordpoolgebied

We maken deel uit van een team van wetenschappers die sedimentkernen hebben geanalyseerd Lake El'gygytgyn in Noordoost-Rusland in 2013 om het Arctische klimaat onder hogere atmosferische kooldioxide-niveaus te begrijpen. Fossiel stuifmeel dat in deze kernen is bewaard, toont aan dat het Plioceen Noordpoolgebied heel anders was dan zijn huidige staat.

Tegenwoordig is de Noordpool een boomloze vlakte met slechts schaars toendra vegetatie, zoals grassen, zegges en enkele bloeiende planten. Daarentegen bevatten de Russische sedimentkernen stuifmeel van bomen zoals lariks, sparren, sparren en hemlock. Dit laat zien dat boreale bossen, dat vandaag honderden kilometers verder naar het zuiden en westen eindigt in Rusland en bij de poolcirkel in Alaska, reikte ooit helemaal tot aan de Noordelijke IJszee over een groot deel van Noordpool Rusland en Noord-Amerika.

Omdat het noordpoolgebied in het Plioceen veel warmer was, bestond de Groenlandse ijskap niet. Kleine gletsjers langs de bergachtige oostkust van Groenland behoorden tot de weinige plaatsen met het hele jaar door ijs in het noordpoolgebied. Het Plioceen Aarde had maar aan één kant ijs - in Antarctica - en dat was het ook minder uitgebreid en gevoeliger voor smelten.

Omdat de oceanen warmer waren en er geen grote ijskappen waren op het noordelijk halfrond, was de zeespiegel wereldwijd 30 tot 50 meter hoger dan nu. Kustlijnen waren ver landinwaarts vanaf hun huidige locaties. De gebieden die nu California's Central Valley, het schiereiland van Florida en de Gulf Coast zijn, waren allemaal onder water. Zo was het land waar grote kuststeden als New York, Miami, Los Angeles, Houston en Seattle staan.

Warmere winters in wat nu het westelijke Amerikaanse sneeuwpakket is, dat tegenwoordig is levert een groot deel van het water in de regio. De Midwest en Great Plains van vandaag waren zoveel warmer en droger dat het onmogelijk zou zijn geweest om daar maïs of tarwe te verbouwen.

Waarom was er zoveel CO2 in het Plioceen?

Hoe bereikten de CO2-concentraties tijdens het Plioceen niveaus die vergelijkbaar zijn met die van vandaag? Mensen zouden nog minstens een miljoen jaar niet op aarde verschijnen, en ons gebruik van fossiele brandstoffen is zelfs nog recenter. Het antwoord is dat sommige natuurlijke processen die zich in de loop van de geschiedenis op aarde hebben voorgedaan, CO2 afgeven aan de atmosfeer, terwijl andere het consumeren. Het belangrijkste systeem dat deze dynamiek in evenwicht houdt en het klimaat op aarde regelt, is een natuurlijke wereldthermostaat, gereguleerd door rotsen die chemisch reageren met CO2 en trek het uit de atmosfeer.

Het broeikaseffect leidt tot stijging van de oppervlaktetemperaturen en, op sommige plaatsen, tot regen. Samen versnellen deze de verwering van silicaatgesteenten. Door snellere verwering wordt weer meer CO2 uit de atmosfeer verwijderd (gele pijl). De kracht van het broeikaseffect is afhankelijk van atmosferische CO2-niveaus. Gretashum / Wikipedia

In bodems worden bepaalde gesteenten voortdurend afgebroken tot nieuwe materialen in reacties die CO2 verbruiken. Deze reacties hebben de neiging om te versnellen wanneer de temperatuur en regenval hoger zijn - precies de klimaatomstandigheden die optreden wanneer de atmosferische broeikasgasconcentraties stijgen.

Maar deze thermostaat heeft een ingebouwde regeling. Wanneer CO2 en temperaturen stijgen en de verwering van rotsen versnelt, trekt het meer CO2 uit de atmosfeer. Als CO2 begint te dalen, koelen de temperaturen af ​​en vertraagt ​​de verwering van rotsen wereldwijd, waardoor er minder CO2 naar buiten komt.

Rotsverweringsreacties kunnen ook sneller werken wanneer de bodem veel nieuw blootgestelde minerale oppervlakken bevat. Voorbeelden zijn onder meer gebieden met een hoge erosie of perioden waarin de tektonische processen van de aarde het land omhoog duwden, waardoor grote bergketens met steile hellingen ontstonden.

De rotsverweringsthermostaat werkt in een geologisch langzaam tempo. Aan het einde van het dinosaurustijdperk, ongeveer 65 miljoen jaar geleden, schatten wetenschappers bijvoorbeeld dat de atmosferische CO2-niveaus tussen de 2,000 en 4,000 delen per miljoen lagen. Het duurde meer dan 50 miljoen jaar om ze op natuurlijke wijze terug te brengen tot ongeveer 400 deeltjes per miljoen in het Plioceen.

Omdat natuurlijke veranderingen in CO2-niveaus heel langzaam plaatsvonden, waren cyclische verschuivingen in het klimaatsysteem van de aarde ook erg langzaam. Ecosystemen hadden miljoenen jaren de tijd om zich aan te passen, zich aan te passen en langzaam te reageren op veranderende klimaten.

{besloten Y=2hNgEVFMJnQ}
Hittegolven in de zomer veranderen Noord-Siberië, ontdooien de permafrost en creëren omstandigheden voor grootschalige bosbranden.

Een Plioceen-achtige toekomst?

Tegenwoordig overweldigen menselijke activiteiten de natuurlijke processen die CO2 uit de atmosfeer halen. Aan het begin van het industriële tijdperk in 1750 stond de atmosferische CO2 op ongeveer 280 delen per miljoen. Het heeft de mens slechts 200 jaar gekost om het traject dat 50 miljoen jaar geleden is begonnen volledig om te keren en de planeet terug te brengen naar CO2-niveaus die al miljoenen jaren niet zijn ervaren.

Het grootste deel van die verschuiving heeft plaatsgevonden sinds de Tweede Wereldoorlog. Jaarlijkse verhogingen van 2-3 delen per miljoen zijn nu gebruikelijk. En als reactie daarop warmt de aarde in hoog tempo op. Sinds ongeveer 1880 is de planeet opgewarmd 1 graad Celsius (2 graden Fahrenheit) - vele malen sneller dan welke opwarming dan ook in de afgelopen 65 miljoen jaar van de geschiedenis van de aarde.

In het noordpoolgebied hebben verliezen van reflecterende sneeuw en ijs deze opwarming versterkt tot +5 C (9 F). Als gevolg hiervan is de Arctische zee-ijsbedekking in de zomer steeds lager. Wetenschappers voorspellen dat het noordpoolgebied zal zijn volledig ijsvrij in de zomer binnen de komende twee decennia.

Dit is niet het enige bewijs van een drastische opwarming van de Noordpool. Wetenschappers hebben geregistreerd extreme smeltsnelheden in de zomer over de ijskap van Groenland. Begin augustus, de laatst overgebleven ijsplaat van Canada, op het grondgebied van Nunavut, stortte in zee. Onderdelen van Arctisch Siberië en Spitsbergen, een groep Noorse eilanden in de Noordelijke IJszee, bereikte deze zomer recordbrekende hoge temperaturen.

Kuststeden, agrarische graanschuurregio's en watervoorraden voor veel gemeenschappen zullen allemaal radicaal anders zijn als deze planeet terugkeert naar een Pliocene CO2-wereld. Deze toekomst is niet onvermijdelijk - maar om deze te vermijden, zijn nu grote stappen nodig om het gebruik van fossiele brandstoffen te verminderen en de thermostaat van de aarde lager te zetten.

Over de auteurs

Julie Brigham-Grette, hoogleraar Geowetenschappen, Universiteit van Massachusetts Amherst en Steve Petsch, universitair hoofddocent Geowetenschappen, Universiteit van Massachusetts Amherst

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Life After Carbon: The Next Global Transformation of Cities

by Peter Plastrik, John Cleveland
De toekomst van onze steden is niet meer wat het was. Het moderne stadsmodel dat wereldwijd in de twintigste eeuw greep, heeft zijn nut overleefd. Het kan de problemen niet oplossen die het heeft helpen creëren, vooral de opwarming van de aarde. Gelukkig is er een nieuw model voor stadsontwikkeling in steden dat agressief de realiteit van de klimaatverandering aanpakt. Het transformeert de manier waarop steden fysieke ruimte ontwerpen en gebruiken, economische welvaart genereren, hulpbronnen verbruiken en verwijderen, de natuurlijke ecosystemen exploiteren en onderhouden en zich voorbereiden op de toekomst. Beschikbaar op Amazon

The Sixth Extinction: An Unnatural History

door Elizabeth Kolbert
In de afgelopen half miljard jaar zijn er vijf massa-uitstervingen geweest, toen de diversiteit van het leven op aarde plotseling en dramatisch afnam. Wetenschappers over de hele wereld controleren momenteel het zesde uitsterven, waarvan wordt voorspeld dat het de meest verwoestende uitsterving is sinds de asteroïde-impact die de dinosauriërs heeft uitgeroeid. Deze keer is de cataclysm ons. In proza ​​dat tegelijkertijd eerlijk, vermakelijk en diep geïnformeerd is, New Yorker schrijver Elizabeth Kolbert vertelt ons waarom en hoe mensen het leven op de planeet hebben veranderd op een manier die geen soort eerder heeft. Door verweven onderzoek in een half dozijn disciplines, beschrijvingen van de fascinerende soorten die al verloren zijn gegaan, en de geschiedenis van uitroeiing als concept, biedt Kolbert een ontroerend en uitgebreid verslag van de verdwijningen die zich voor onze ogen voordoen. Ze laat zien dat de zesde uitsterving waarschijnlijk de meest duurzame erfenis van de mensheid zal zijn, en dwingt ons de fundamentele vraag te heroverwegen wat het betekent om mens te zijn. Beschikbaar op Amazon

Climate Wars: The Fight for Survival as the World Overheats

door Gwynne Dyer
Golven van klimaatvluchtelingen. Tientallen mislukte staten. All-out oorlog. Van een van 's werelds grote geopolitieke analisten komt een angstaanjagende kijk op de strategische realiteit van de nabije toekomst, wanneer de klimaatverandering de wereldmacht in de richting van de moordende overlevingspolitiek drijft. Voorafgaand en onwrikbaar, Klimaatoorlogen zal een van de belangrijkste boeken van de komende jaren zijn. Lees het en ontdek waar we naar op zoek zijn. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.