تظهر التقنية الجديدة أن درجات الحرارة القديمة كانت أكثر سخونة مما كان يعتقد

في ورقة مؤخرا نشرت في علوم، البروفيسور نيلي ميكلر من جامعة بيرغن وزملاؤه يجادلون بأن المناخ بين حوالي 35 و 60 مليون سنة ربما كان أكثر دفئًا مما كنا نعتقد. تشير النتائج التي توصلوا إليها إلى وجود مستوى معين من ثاني أكسيد الكربون₂ قد ينتج عن ذلك احترار أكثر من العمل السابق المشار إليه ، وهو يلمح إلى أن المحيط كان يدور بشكل مختلف خلال ذلك المناخ الدافئ الخالي من الجليد.

جاءت استنتاجاتهم من قياسات جديدة لنظائر الكربون والأكسجين الموجودة في أصداف مخلوقات صغيرة تسمى فورامينيفيرا القاعية أو “الثقوب” التي عاشت في قاع البحر في ذلك الوقت. عمل سابق مع عينات مماثلة قد قدرت درجات الحرارة باستخدام نظائر الأكسجين—تقنية يمكن الخلط بينها وبين التغييرات في كمية المياه المحجوزة في الجليد عند القطبين ، وبدرجة أقل ، الاختلافات في ملوحة المحيط. استخدمت الدراسة الجديدة تقنية تسجل درجات الحرارة بشكل أكثر موثوقية وتنتج أرقامًا أكثر دفئًا.

أحدث ، أوضح مقياس حرارة

كانت نظائر الأكسجين القاعية هي الدعامة الأساسية لدراسات المناخ العالمية القديمة ، مع أحدث سجل تفصيلي يمتد إلى الوراء 60 مليون سنة. تعكس درجات حرارة أعماق المحيطات درجات حرارة سطح المحيط على نطاقات زمنية أطول من حوالي 1000 عام لأن “الحزام الناقل“من دوران المحيط ينقلب على هذا النطاق الزمني. نظائر الأكسجين في تلك المياه تعكس درجة حرارة سطح المحيط ، وبالتالي المناخ العالمي ، لأن الماء الذي يحتوي على نظير أثقل الأكسجين -18 يصعب تبخره قليلاً من الماء الذي يحتوي على الأكسجين -16 ؛ عندما يكون البحر أكثر دفئًا ويكون هناك المزيد من التبخر ، يتراكم الأكسجين -18 في المحيطات.

تتم معايرة تراكم النظائر هذا وفقًا لدرجة الحرارة ، لكن هذه المعايرة تتطلب معرفة ملوحة المحيط ومقدار الماء المحبوس في القمم الجليدية. “العالمية [oxygen isotope] قال سييرا بيترسن من جامعة ميتشيغان ، والذي لم يشارك في دراسة ميكلر ، إن المنحنى … كان دائمًا لديه حالة عدم اليقين شبه المخفية بسبب التأثيرات المزدوجة لدرجة الحرارة وحجم الجليد الذي يمكننا الآن حله باستخدام النظائر المتكتلة.

تزيل طريقة النظائر المتجمعة الحاجة إلى وضع هذا الافتراض حول كمية الماء المحجوزة في الجليد لأنها تقيس في نفس الوقت مستويات الكربون -13 الموجودة في نفس عينة كربونات الكالسيوم في قشرة ثقبة. تفضل الديناميكا الحرارية “تكتل” النظائر الثقيلة في كربونات الكالسيوم في الماء البارد ، ولكن مع ارتفاع درجة حرارة الماء ، تمارس الانتروبيا تأثيرها بشكل متزايد ، وتصبح النظائر الأثقل مبعثرة في مادة الغلاف. درجة ال يتم معايرة تكتل النظائر لدرجة الحرارة في المختبر لمجموعة متنوعة من المواد ، مما يتيح قياسات النظائر المتجمعة للحصول على قياسات درجة الحرارة في وقت عميق.

تشير الطريقة الجديدة إلى أنه منذ ما بين 57 و 52 مليون سنة ، كانت هاوية شمال الأطلسي حوالي 20 درجة مئوية. هذا فرق كبير عن بيانات نظائر الأكسجين ، التي أسفرت عن درجات حرارة تتراوح بين 12 و 14 درجة مئوية. قال ميكلر: “هذا أكثر دفئًا بكثير”. للمقارنة ، ما يعادل اليوم حوالي 1-2 درجة مئوية.