Mellem det videnskabelige samfund, regeringer, humanitære organisationer og endda militære planlæggere betragtes klimaændringer som den største største trussel, som menneskeheden står overfor i dag. Mellem stigningerne i hungersnød, sygdom, oversvømmelser, fortrængning, ekstrem vejr og kaos, der resulterer, er det klart, at den måde, vi får vores planet til at blive varmere har alvorlige konsekvenser.
Men der er en række scenarier, hvor den skade, der gøres nu, kan resultere i en løbende effekt, der fører til masseudryddelser. Denne mulighed blev illustreret i en nylig undersøgelse udført af MIT-professor Daniel Rothman med støtte fra NASA og National Science Foundation (NSF). Ifølge Rothman er vi i fare for at overtræde en "kulstofgrænse", der kan føre til en løbsk virkning med Jordens oceaner.
Rothman, professor i geofysik og co-direktør for Lorenz Center i MIT's Institut for Jord, Atmosfærisk og Planetær Videnskab, har brugt de sidste par år på at advare os om den kritiske tærskel, vi står over for. Tilbage i 2017 udgav han et papir i Videnskabelige fremskridt der advarede om, hvordan Jordens oceaner kunne indeholde nok kuldioxid inden 2100 til at udløse en masseudryddelse.
Siden da har Rothman forfinet denne forudsigelse ved at studere den måde, hvorpå kulstofcyklussen reagerer, når den er skubbet forbi en kritisk tærskel. I hans nye papir, der blev vist i Forløb fra National Academy of Sciences, Rothman anvendte en simpel matematisk model, han udviklede til at repræsentere kulstofcyklussen i Jordens øverste hav, og hvordan den kan opføre sig, når denne tærskel overskrides.
Denne cyklus består af, at kulstof frigives i Jordens atmosfære (stort set gennem vulkanaktivitet) og opbevares i Jordens kappe i form af carbonatmineraler. Vores oceaner tjener også som et "kulstofvaske", hvor atmosfærisk kulstof fjernes fra luften og omdannes til kulsyre. Denne cyklus har holdt planetens temperaturer og havets surhedsniveauer stabile over tid.
Når kuldioxid fra atmosfæren opløses i havvand, har det også effekten af at reducere havets koncentrationer af carbonationer. Når de falder under en bestemt tærskel, begynder skaller lavet af calciumcarbonat at opløses, og de organismer, der er afhængige af dem for beskyttelse, har det sværere at overleve.
Dette er skadeligt af to grunde. På den ene side betyder det, at en vigtig del af den marine livscyklus ville begynde at dø ud. På den anden side spiller skaller en vigtig rolle i fjernelse af kuldioxid fra det øvre hav. Dette opstår som et resultat af, at organismer er afhængige af deres skaller for at hjælpe dem med at synke ned på havbunden og bærer detritalt organisk kulstof med sig.
Derfor vil stigninger i atmosfærisk kuldioxid (og den resulterende havforsuring) betyde færre forkalkningsmæssige organismer og mindre kuldioxid fjernet. Som Rothman forklarede i en nylig samtale med MIT News:
”Det er en positiv feedback. Mere kuldioxid fører til mere kuldioxid. Spørgsmålet fra et matematisk synspunkt er, er en sådan feedback nok til at gøre systemet ustabilt? ”
Denne proces er sket mange gange i løbet af Jordens historie. Som Rothman påpegede i sin undersøgelse, viser beviser, der stammer fra undersøgelsen af sedimentære lag, at oceanernes kulstoflagre ændrede sig hurtigt (og derefter gendannes) flere titalls gange i løbet af de sidste 540 millioner år. Den mest dramatiske af disse fandt sted omkring samme tid som fire af de fem store masseudryddelser i Jordens historie.
I hvert af disse tilfælde konkluderer Rothman, at stigninger i kuldioxid (uanset om de gradvis eller pludselig) til sidst skubber forbi en tærskel, hvilket resulterer i en løbsk kaskadeeffekt, der involverer kemiske tilbagemeldinger. Dette førte til ekstrem forsuring af havet og forstærkning af virkningerne af den oprindelige trigger.
Hvad der mere er, for omtrent halvdelen af forstyrrelserne i Rothmans model, var den hastighed, hvormed kulstof steg, stort set den samme, når de blev sat i gang. Mens triggere i fortiden mest sandsynligt skyldtes øget vulkansk aktivitet eller andre naturlige begivenheder, forekom disse i løbet af titusinder af år. I dag pumper menneskeheden CO2 ind i atmosfæren med en hastighed, der hidtil ikke var hørt i den geologiske registrering.
Dette var et af de vigtigste fund i Rothmans undersøgelse, som viste, at den hastighed, som CO2 introduceres spiller en vigtig rolle i at slå systemet ud af vejen. Mens beskedne forstyrrelser i kulstofcyklussen ville udjævnes over tid og ikke påvirke den samlede oceaniske stabilitet, er en hurtig introduktion af CO2 ville føre til en kaskade af positive feedbacks, der forstørrer problemet.
I dag hævder Rothman, at vi er "i spidsen for ophidselse", og hvis det forekommer, vil den resulterende feedback og virkninger sandsynligvis svare til tidligere globale katastrofer. ”Når vi først er nået over tærsklen, betyder det ikke noget, hvordan vi nåede der,” sagde han. ”Når du er kommet over det, har du at gøre med, hvordan Jorden fungerer, og den kører på sin egen tur.”
På plussiden viste hans undersøgelse også, at Jordens oceaner (baseret på de nuværende forsuringsniveauer) ville vende tilbage til ligevægt efterhånden, men først efter titusinder af år. Dette mønster er i overensstemmelse med den geologiske registrering, specifikt med mindst tre masseudryddelser, som menes at være relateret til vedvarende massiv vulkanisme.
Med andre ord, hvis menneskeskabte kulstofemissioner overskrider tærsklen og fortsætter ud over det, kan konsekvenserne være lige så alvorlige som ved tidligere masseudryddelser. ”Det er vanskeligt at vide, hvordan tingene ender på grund af hvad der sker i dag,” sagde Rothman. ”Men vi er sandsynligvis tæt på en kritisk tærskel. Enhver pigge ville nå sit maksimum efter ca. 10.000 år. Forhåbentlig giver det os tid til at finde en løsning. ”
Allerede anerkender det videnskabelige samfund det menneskeskabte CO2 emissioner påvirker Jordens miljø - en effekt, der kunne mærkes i årtusinder. Imidlertid antyder denne undersøgelse, at disse konsekvenser kan være meget mere dramatiske end tidligere forventet og kunne være irreversible forbi et bestemt punkt. Hvis intet andet, fremhæver Rothmans undersøgelse behovet for, at der implementeres løsninger nu, mens der stadig er tid.
