Ny forskning tyder på att stigande globala temperaturer paradoxalt nog kan leda till extrem kylning på grund av biologiska och oceaniska processer. Forskare har modellerat hur algerblomning och näringscykler kan fånga kol och initiera istider. Även om denna överskjutning osannolikt kommer att hjälpa nuvarande klimatinsatser, belyser den komplexa dynamiker i jordens system.
Under stora delar av jordens historia har den långsamma vittringen av silikatbergarter betraktats som den primära mekanismen som reglerar planetens klimat. Regnvatten absorberar koldioxid från atmosfären, löser upp bergarter och transporterar kol och kalcium till haven, där det bildar långlivade sediment som kalksten. 'När planeten värms upp, vittras bergarterna snabbare och absorberar mer CO2, vilket gör att jorden kan kylas ner igen', förklarar Dominik Hülse, forskare vid MARUM - Centrum för marina miljövetenskaper, Universität Bremen.
Dock kan denna process ensam inte förklara perioder då jorden frös helt från pol till pol. En studie publicerad i Science avslöjar att biologiska och oceaniska återkopplingsloopar spelar en avgörande roll. När temperaturerna stiger och atmosfärisk CO2 ökar, sköljs mer näringsämnen som fosfor ut i haven, vilket stimulerar algerblomning. Dessa alger absorberar kol genom fotosyntes och sjunker, när de dör, till havsbotten.
I varmare förhållanden leder detta till syrebrist när algerna bryts ner, vilket får fosforn att återcirkuleras istället för att begravs i sediment. Denna återkoppling förstärks: mer näringsämnen driver mer alger, som förbrukar mer syre och frigör ytterligare näringsämnen, fångar enorma mängder kol och kyler planeten dramatiskt. Hülse och medförfattaren Andy Ridgwell utvecklade en avancerad jordssystemmodell som inkluderar dessa interaktioner. 'Denna mer kompletta jordssystemmodell stabiliserar inte alltid klimatet gradvis efter en värmefas, utan kan överkompensera och kyla jorden långt under dess initiala temperatur -- en process som dock fortfarande kan ta hundratusentals år. I studiens dator modell kan detta utlösa en istid', säger Hülse. Med enbart silikatvittring var sådana extremer omöjliga att simulera.
Modellen indikerar att lägre atmosfäriskt syre i jordens avlägsna förflutna intensifierade dessa återkopplingar och drev svåra istider. Idag skulle högre syrenivåer dämpa eventuella framtida kylningsöverskjutningar från människoskapad uppvärmning. 'I slutändan, spelar det någon roll om nästa istids början är 50, 100 eller 200 tusen år in i framtiden?' frågar Ridgwell. 'Vi behöver fokusera nu på att begränsa den pågående uppvärmningen. Att jorden naturligt kyler ner sig igen kommer inte att ske tillräckligt snabbt för att hjälpa oss.' Forskningen, som stöds av MARUM Cluster of Excellence, understryker havets roll i tidigare klimatåterhämtningar.