เกสรโบราณบอกอะไรเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคต

เกสรโบราณบอกอะไรเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคต

การเปลี่ยนแปลงในช่วงพืชตั้งแต่ก่อน PETM ถึง PETM ที่แมปบนประเภทภูมิอากาศแบบเคิปเพนแบบง่าย เครดิต: มหาวิทยาลัยเมลเบิร์น

ประมาณ 56 ล้านปีก่อน สภาพภูมิอากาศของโลกมีการเปลี่ยนแปลงทางภูมิอากาศครั้งใหญ่ การปล่อยคาร์บอนมหาศาลสู่มหาสมุทรและบรรยากาศทำให้คาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ (CO .)2) ความเข้มข้น—ซึ่งหมายถึงอุณหภูมิจะสูงขึ้น 5 ถึง 8°C และระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น

เสียงคุ้นเคย?

เหตุการณ์นี้เรียกว่า Paleocene–Eocene Thermal Maximum (PETM) เกิดขึ้นในช่วงสองสามหมื่นปี แต่สาเหตุและผลของการเปลี่ยนแปลงนี้ยังคงมีการถกเถียงกันอย่างกว้างขวาง

สาเหตุบางประการตามสมมติฐานของการปล่อยคาร์บอนขนาดใหญ่ ได้แก่ การปะทุของภูเขาไฟขนาดใหญ่ในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ การปล่อยก๊าซมีเทนจากพื้นมหาสมุทรอย่างกะทันหัน หรือการละลายของดินแห้งแล้งหรือดินพรุในทวีปแอนตาร์กติกา

หลักฐานของ PETM ส่วนใหญ่มาจากตะกอนในทะเลโบราณ แต่ถ้าเราต้องเรียนรู้จากช่วงเวลานี้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นจากวิกฤตการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในปัจจุบัน เราต้องเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นบนบกด้วย

จนถึงปัจจุบัน มีข้อมูลเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับวิธีที่สภาพอากาศของ PETM เปลี่ยนแปลงชีวิตบนบก ดังนั้นทีมวิจัยของเราจึงใช้ละอองเกสรฟอสซิลที่กระจายอยู่ทั่วโลกซึ่งเก็บรักษาไว้ในหินโบราณเพื่อสร้างความเปลี่ยนแปลงของพืชพรรณบนบกและสภาพอากาศในช่วงเวลานี้

งานวิจัยใหม่ของเรานำโดยฉันและดร. สก็อตต์ วิง จากภาควิชาบรรพชีวินวิทยาที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติสมิทโซเนียน และตีพิมพ์ในวารสาร Paleoceanography และ Paleoclimatology, แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของCO .ในบรรยากาศ2 มีบทบาทสำคัญในการขยับภูมิอากาศของโลกและชีวิตพืช

เราอาจเห็นการเพิ่มขึ้นที่คล้ายกันในศตวรรษต่อ ๆ ไปอันเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของ CO2.

เพื่อให้เข้าใจว่าพืชบนบกเปลี่ยนแปลงและเคลื่อนไหวอย่างไรในช่วงเวลานี้ เราใช้วิธีการที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้โดยอิงจากละอองเกสรฟอสซิลที่เก็บรักษาไว้ในแหล่งหินโบราณ มันใช้ลักษณะเฉพาะของละอองเรณูที่สังเกตได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์

ลักษณะที่ปรากฏชัดเจนของละอองเกสรพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยในกลยุทธ์การผสมเกสรที่พืชใช้ เนื่องจากแต่ละสปีชีส์มีเรณูที่ไม่ซ้ำกัน หมายความว่าเราสามารถเปรียบเทียบเรณูฟอสซิลกับเรณูสมัยใหม่เพื่อหาคู่ที่ตรงกัน ตราบใดที่ตระกูลพืชยังไม่สูญพันธุ์

เป็นผลให้สามารถกำหนดละอองเรณูฟอสซิลให้กับครอบครัวพืชสมัยใหม่จำนวนมากได้อย่างมั่นใจ พืชสมัยใหม่เหล่านี้แต่ละต้นมีข้อกำหนดด้านภูมิอากาศเฉพาะ และเราตั้งสมมติฐานว่าญาติในสมัยโบราณของพวกมันต้องการสภาพอากาศที่คล้ายคลึงกัน

เพื่อให้มั่นใจมากขึ้นกับสมมติฐานนี้ เราจึงหลีกเลี่ยงข้อมูลจากกลุ่มพืชที่เรารู้ว่ามีวิวัฒนาการหลังจาก PETM เนื่องจากสปีชีส์เหล่านี้อาจไม่ได้ปรับตัวให้เข้ากับสภาพภูมิอากาศแบบเดียวกับที่พวกมันมีในปัจจุบัน

ละอองเรณูที่เก็บรักษาไว้ในหินเป็นเวลาหลายสิบล้านปีทำให้เราสามารถสร้างทั้งชุมชนดอกไม้โบราณและสภาพอากาศในอดีตได้

เกสรโบราณบอกอะไรเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคต

การวิจัยใช้ลักษณะเฉพาะของละอองเรณูที่สังเกตได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ เครดิต: มหาวิทยาลัยเมลเบิร์น

เป็นครั้งแรกที่เราได้ใช้วิธีนี้ทั่วโลก กับตัวอย่างฟอสซิลจากแหล่ง PETM 38 แห่งจากทุกทวีป ยกเว้นแอนตาร์กติกา การวิเคราะห์ละอองเกสรใหม่นี้แสดงให้เห็นว่าชุมชนพืช PETM นั้นแตกต่างจากชุมชนพืชก่อน PETM ที่ไซต์เดียวกัน

การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของดอกไม้เนื่องจากการอพยพของพืชจำนวนมาก บ่งชี้ว่าการเปลี่ยนแปลงของพืชผลอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นไปทั่วโลก แม้ว่าประเภทของพืชที่เกี่ยวข้องจะแตกต่างกันไปตามภูมิภาค

เมื่อเราพูดถึงการย้ายถิ่นของพืช เราหมายถึงการเคลื่อนไหวของพืช เนื่องจากเมล็ดที่กระจายตัวจะเติบโตได้ดีกว่าในที่หนึ่งและในสภาพอากาศมากกว่าที่อื่น ในกรณีนี้คือในละติจูดที่สูงกว่า เย็นกว่า และต่ำกว่าที่อุ่นกว่า

พืชสามารถอพยพได้กว่า 500 เมตรในแต่ละปี ดังนั้นหลายพันปีจึงสามารถเคลื่อนที่ได้ในระยะทางไกล

ตัวอย่างเช่น ในซีกโลกเหนือ หนองน้ำหัวล้านของไวโอมิงในสหรัฐอเมริกาถูกแทนที่ด้วยป่ากึ่งเขตร้อนที่แห้งแล้งตามฤดูกาลซึ่งมีต้นปาล์มครอบงำ ในทำนองเดียวกัน ในซีกโลกใต้ ป่าพอโดคาร์ปที่มีอากาศชื้นชื้นก็ถูกแทนที่ด้วยป่าปาล์มกึ่งเขตร้อน

เราแบ่งหมวดหมู่ตามสภาพอากาศแต่ละชนิด เรียกว่าประเภทภูมิอากาศแบบเคิปเพน ตัวอย่าง ได้แก่ ป่าฝนเขตร้อน ทะเลทรายที่แห้งแล้ง ฤดูร้อนที่ร้อนพอสมควร และทุนดราขั้วโลก

สิ่งนี้บอกเราว่า PETM นำสภาพอากาศที่ร้อนและชื้นขึ้นสู่ขั้วโลกในซีกโลกทั้งสอง แต่ภูมิอากาศที่ร้อนและแห้งตามฤดูกาลกว่าไปจนถึงละติจูดกลาง

เพื่อสำรวจขอบเขตทางภูมิศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ เราได้ทำงานร่วมกับ Dr. Christine Shields จากศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา และ Dr. Jeffrey Kiehl แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเพื่อทำการจำลองแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ

ข้อมูลที่ใช้สร้างแบบจำลองเหล่านี้มาจากแบบจำลองระบบโลกของชุมชน (เวอร์ชัน CESM1.2)

การจำลองเหล่านี้ตรงกับข้อมูลสภาพอากาศที่เราพบในละอองเกสรอย่างใกล้ชิด ซึ่งรวมถึงการขยายตัวของภูมิอากาศแบบอบอุ่นด้วยค่าใช้จ่ายของสภาพอากาศหนาวเย็นที่มีต่อขั้วโลก เช่นเดียวกับการขยายตัวของภูมิอากาศแบบอบอุ่นและเขตร้อนในละติจูดกลาง

ดังนั้น ถ้า CO . ปัจจุบันของเรา2 ระดับยังคงเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ ทำให้เกิดสภาวะโลกร้อนและละลายน้ำแข็งถาวร ซึ่งสามารถปล่อยคาร์บอนที่กักเก็บไว้ออกสู่ชั้นบรรยากาศได้มากกว่าที่เคยเกิดขึ้นเมื่อ 56 ล้านปีก่อน เราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในพืชพรรณอีกครั้งเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในสภาพอากาศในท้องถิ่น

พืชสามารถย้ายถิ่นได้ดีเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงความเร็วของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและความพร้อมของพื้นที่อพยพที่เหมาะสมสำหรับพืชเหล่านี้

พืชไปที่ไหน สัตว์ที่พึ่งพาพวกมันก็เช่นกัน (ถ้าทำได้) – บางทีในบางกรณีมนุษย์ก็รวมอยู่ด้วย

การทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่บนโลกของเราซึ่งเป็นผลมาจากสภาพอากาศที่ร้อนขึ้นทำให้เราเข้าใจถึงศักยภาพในอนาคตของเรา เราพร้อมหรือยังที่จะย้ายร่างกายจากบ้านของเรา เช่นเดียวกับป่าโบราณเหล่านี้ เพื่อปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ หรือเราจะทำงานร่วมกันตอนนี้เพื่อหลีกเลี่ยงผลร้ายของโลกที่ร้อนขึ้นได้


การเปลี่ยนแปลงของพืชพรรณส่งผลต่ออุณหภูมิโลกในช่วง 10,000 ปีที่ผ่านมา


ข้อมูลมากกว่านี้:
Vera A. Korasidis et al, การเปลี่ยนแปลงระดับโลกในพืชพรรณบนบกและภูมิอากาศของทวีปในช่วงความร้อนสูงสุด Paleocene-Eocene, Paleoceanography และ Paleoclimatology (2022). ดอย: 10.1029/2021PA004325

ให้บริการโดยมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น

การอ้างอิง: สิ่งที่เกสรโบราณบอกเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคต (2022, 6 พฤษภาคม) ดึงข้อมูล 6 พฤษภาคม 2022 จาก https://phys.org/news/2022-05-ancient-pollen-future-climate.html

เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*