Un rapido aumento della temperatura sulla Terra antica ha innescato una risposta climatica che potrebbe aver prolungato il riscaldamento per molte migliaia di anni, secondo gli scienziati.

Il loro studio, pubblicato online in Geoscienze naturali , fornisce nuove prove di un feedback climatico che potrebbe spiegare la lunga durata del Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), che è considerato il miglior analogo per il cambiamento climatico moderno.

I risultati suggeriscono anche che i cambiamenti climatici oggi potrebbero avere impatti di lunga durata sulla temperatura globale anche se gli esseri umani sono in grado di ridurre le emissioni di gas serra.

"Abbiamo trovato prove di un feedback che si verifica con un rapido riscaldamento che può rilasciare ancora più anidride carbonica nell'atmosfera, " disse Shelby Lyons, uno studente di dottorato in geoscienze alla Penn State. "Questo feedback potrebbe aver esteso l'evento climatico PETM per decine o centinaia di migliaia di anni. Ipotizziamo che questo sia anche qualcosa che potrebbe verificarsi in futuro".

Aumento dell'erosione durante il PETM, circa 56 milioni di anni fa, liberato grandi quantità di carbonio fossile immagazzinato nelle rocce e rilasciato abbastanza anidride carbonica, un gas serra, nell'atmosfera per influenzare le temperature a lungo termine, ricercatori hanno detto.

Gli scienziati hanno trovato prove del massiccio rilascio di carbonio nei nuclei fossili di sedimenti costieri. Hanno analizzato i campioni utilizzando una tecnica molecolare innovativa che ha permesso loro di tracciare come processi come l'erosione spostano il carbonio in profondità nel tempo.

"Questa tecnica utilizza le molecole in modo davvero innovativo, modo fuori dagli schemi per tracciare il carbonio fossile, "ha detto Katherine Freeman, Evan Pugh University Professor di Geoscienze alla Penn State. "Non siamo stati davvero in grado di farlo prima."

Le temperature globali sono aumentate di circa 9-14,4 gradi Fahrenheit durante il PETM, condizioni radicalmente mutevoli sulla Terra. Le tempeste e le inondazioni sono diventate più comuni, e il caldo, tempo umido ha portato ad una maggiore erosione delle rocce.

Mentre l'erosione ha logorato le montagne per migliaia di anni, il carbonio è stato rilasciato dalle rocce e trasportato dai fiumi agli oceani, dove alcuni sono stati seppelliti in sedimenti costieri. Lungo la strada, parte del carbonio è entrato nell'atmosfera come gas serra.

"Quello che abbiamo trovato nei registri erano le firme del trasporto del carbonio che indicavano che c'erano massicci regimi di erosione che si verificavano sulla terra, "Ha detto Lyons. "Il carbonio è stato bloccato a terra e durante il PETM è stato spostato e seppellito di nuovo. Eravamo interessati a vedere quanta anidride carbonica poteva rilasciare".

Lyons stava studiando carotaggi in PETM dal Maryland, in un luogo che un tempo era sott'acqua, quando ha scoperto tracce di carbonio più antico che un tempo doveva essere stato immagazzinato nelle rocce sulla terraferma. Inizialmente credeva che i campioni fossero contaminati, ma ha trovato prove simili nei sedimenti di altri siti del Medio Atlantico e della Tanzania.

Il carbonio in questi campioni non condivideva i modelli di vita degli isotopi comuni dal PETM e sembrava oleoso, come se fosse stato riscaldato per lunghi periodi di tempo in un luogo diverso.

"Questo ci ha detto che quello che stavamo guardando nei dischi non era solo materiale che si era formato durante il PETM, "Ha detto Lyons. "Non era solo il carbonio che si era formato e depositato in quel momento, ma probabilmente rappresentava qualcosa di più antico in cui veniva trasportato."

I ricercatori hanno sviluppato un modello di miscelazione per distinguere le fonti di carbonio. Sulla base della quantità di carbonio più vecchio nei campioni, gli scienziati sono stati in grado di stimare la quantità di anidride carbonica rilasciata durante il viaggio dalla roccia ai sedimenti oceanici.

Hanno stimato che il feedback climatico potrebbe aver rilasciato abbastanza anidride carbonica per spiegare i circa 200, durata di 000 anni del PETM, qualcosa che non è stato ben compreso.

I ricercatori hanno affermato che i risultati offrono un avvertimento sui moderni cambiamenti climatici. Se il riscaldamento raggiunge determinati punti critici, possono essere attivati ​​feedback che hanno il potenziale per causare un cambiamento di temperatura ancora maggiore.

"Una lezione che possiamo imparare da questa ricerca è che il carbonio non viene immagazzinato molto bene a terra quando il clima diventa umido e caldo, " ha detto Freeman. "Oggi, stiamo spingendo il sistema fuori equilibrio e non tornerà indietro, anche quando iniziamo a ridurre le emissioni di anidride carbonica".

Altri autori di Penn State sono Timothy Bralower, Elizabeth Hajek e Lee Kump, professori di geoscienze; ed Ellen Polites, una laurea magistrale in geoscienze. Kump è anche preside del College of Earth and Mineral Sciences.

Ricercatori dell'Università della California Santa Cruz, il Servizio Geologico degli Stati Uniti, anche l'Università del Delaware e l'Università della Louisiana a Lafayette hanno collaborato a questo progetto.