Broeikasklimaten van het verre verleden als analoog voor de toekomst. Appy Sluijs

Transcriptie

1 Broeikasklimaten van het verre verleden als analoog voor de toekomst Appy Sluijs

2 Temperature Using the past to project the future Scenario voor toekomstige opwarming Time

3 Deep Ocean Temp. Using the past to project the future Het analyseren van imperfecte analogen in het verleden om de respons van het systeem te ontwaren Million years ago

4 Using the past to project the future Paleoceanografie Tijdschalen Observaties versus Reconstructies Case study: de beste analoog voor de toekomst

5 Using the past to project the future Paleoceanografie Tijdschalen Observaties versus Reconstructies Case study: de beste analoog voor de toekomst

6 Tijdschalen Timescale Years Decades Centuries Millennia Mul -Millennia // Myrs Clouds, water vapour, lapse rate, snow/sea ice Upper ocean CH 4 CH 4 (major gas-hydrate feedback; e.g., PETM) Vegeta on Dust/Aerosol Dust (vegeta on mediated) En re oceans Land ice sheets Carbon cycle Weathering Plate tectonics Palaeosens, Nature Biological evolu on of vegeta on types

7 Tijdschalen Timescale Years Decades Centuries Millennia Mul -Millennia // Myrs Clouds, water vapour, lapse rate, snow/sea ice Upper ocean CH 4 CH 4 (major gas-hydrate feedback; e.g., PETM) Vegeta on Dust/Aerosol Dust (vegeta on mediated) En re oceans Land ice sheets Carbon cycle Weathering Plate tectonics Palaeosens, Nature Biological evolu on of vegeta on types

8 Tijdschalen Timescale Years Decades Centuries Millennia Mul -Millennia // Myrs Clouds, water vapour, lapse rate, snow/sea ice Upper ocean CH 4 CH 4 (major gas-hydrate feedback; e.g., PETM) Vegeta on Dust/Aerosol Dust (vegeta on mediated) En re oceans Land ice sheets Carbon cycle Weathering Plate tectonics Palaeosens, Nature Biological evolu on of vegeta on types

9 Tijdschalen Timescale Years Decades Centuries Millennia Mul -Millennia // Myrs Clouds, water vapour, lapse rate, snow/sea ice Upper ocean CH 4 CH 4 (major gas-hydrate feedback; e.g., PETM) Vegeta on Dust/Aerosol Dust (vegeta on mediated) Modern Palaeosens, Nature En re oceans Land ice sheets Carbon cycle Paleo Weathering Plate tectonics Biological evolu on of vegeta on types

10 Tijdschalen: CO 2 in de toekomst IPCC, 2007

11 Tijdschalen: CO 2 in de toekomst Archer et al. 2009, Ann. Rev. Earth. Planet Sci.

12 Using the past to project the future Paleoceanografie Tijdschalen Observaties versus Reconstructies Case study: de beste analoog voor de toekomst

13 Reconstructies van het verleden Methode: bestuderen van sedimenten Mountain, Sigurdur Gudmundsson

14 Integrated Ocean Drilling Program Photo, William Crawford / IODP

15 Integrated Ocean Drilling Program Discovery Photo, William Crawford / IODP

16 Reconstructies van het verleden Methode: bestuderen van sedimenten Arctische Oceaan; Lomonosov Rug Onder/ Oud 1 cm = 500 jaar Atlantische Oceaan; Walvis Rug Boven/J ong 1 cm = 1000 jaar

17 Reconstructies van het verleden Arctische Oceaan 1 monster van 2 cm is 1000 jaar

18 Reconstructies van het verleden

19 Reconstructies van het verleden Sluijs et al Nature Geoscience

20 Reconstructies van het verleden Sluijs et al Nature Geoscience

21 Reconstructies van het verleden Sluijs et al Nature Geoscience

22 Reconstructies van het verleden Sluijs et al Nature Geoscience

23 Reconstructies van het verleden Sluijs et al Nature Geoscience

24 Methodiek Temperatuur proxies - zuurstofisotopen van kalkskeletjes - Mg/Ca van kalkskeletjes - Δ 47 van kalkskeletjes - moleculaire distributie van algen (U k 37) - moleculaire distributie van archea (TEX 86 ) - moleculaire distributie van bodembacterien (MBT/CBT) - fossiele planten (tolerantie moderne afstammelingen) - mineralen met temperatuur-afhankelijke formatie -

25 Using the past to project the future Paleoceanografie Tijdschalen Observaties versus Reconstructies Case study: de beste analoog voor de toekomst

26 Deep Ocean Temp. De beste analoog voor de toekomst Paleoceen-Eoceen Thermisch Maximum (PETM) Million years ago

27 PETM 55 M-jaar geleden ~ jaar Verzuring CO CO 2 CO 2 2 CO 2 O 2 CH CH CO O 4 2 CH millennia

28 PETM als Analoog Overeenkomsten Totale C input: ~5.000 GtC = alle fossiele brandstoffen 2 a 3x atmosferische CO 2 concentratie Verschillen Pre-PETM was 10 C warmer mondiaal dan pre-industrieel Continenten lagen anders PETM C-input was ~10x sneller dan nu

29 Veranderingen tijdens de PETM Sluijs et al Clim Past

30 Temperatuur Zachos et al. 2006, Geology

31 Veranderingen tijdens de PETM Sluijs et al Clim Past

32 Veranderingen tijdens de PETM Sluijs et al Clim Past

33 Veranderingen in sedimentatie Expectations? Giusberti et al GSA Bull.

34 Veranderingen tijdens de PETM Sluijs et al Clim Past

35 Zuurstofloosheid tijdens de PETM Arctische Ocean elevated As/Al, Mo/Al, U/Al, V/Al Sluijs et al Nature; 2008; Paleoceanography

36 Veranderingen tijdens de PETM Sluijs et al Clim Past

37 PETM vs Huidige trends Overeenkomsten Totale C input: ~5.000 GtC = alle fossiele brandstoffen Opwarming Verzuring Afname O 2 spanning zeewater Verschillen Pre-PETM was 10 C warmer mondiaal dan pre-industrieel Continenten lagen anders PETM C-input was ~10x sneller dan nu

38 PETM vs Huidige trends Overeenkomsten Totale C input: ~5.000 GtC = alle fossiele brandstoffen Opwarming Verzuring Afname O 2 spanning zeewater Verschillen Pre-PETM was 10 C warmer mondiaal dan pre-industrieel Continenten lagen anders PETM C-input was ~10x sneller dan nu Van de PETM weten we al hoe het afliep!!!

39 Conclusies Paleoceanografie Geologisch verleden zit vol met imperfecte analogen Waarde: systeembegrip op tijdschalen > eeuwen Verbetering toekomstprojecties Snelle CO 2 toename altijd geassocieerd met Opwarming Verzuring Anoxia Het is niet vanzelfsprekend dat het nu is zoals het is!