
Carotè di ghiaccio della Groenlandia presso l'American Museum of Natural History di New York (immagine ritagliata)
Fonte immagine: Eden, Janine e Jim | CC BY 2.0
Il più lontano a ritroso si può guardare,
il più in avanti si rischia di vedere.
~ Winston Churchill
Homo sapiens apparve nella nostra forma attuale circa 200,000 anni fa. La civiltà umana è emersa circa 12,000 anni fa. Lo studio del passato CO2 livelli e climi ci aiutano a comprendere le condizioni in cui si sono sviluppate le società umane. Queste informazioni "paleoclimatiche" offrono lezioni importanti per comprendere la sostenibilità e la gamma di condizioni climatiche per le quali le società umane sono note per essere adatte.
Per comprendere i climi del passato, le carote di ghiaccio forniscono una registrazione ad alta risoluzione delle variabili climatiche chiave che coprono il periodo in cui apparve l'homo sapiens e si sviluppò la civiltà umana. A parte l'alta precisione CO2 misurazioni che Charles David Keeling iniziò al Polo Sud in 1957 e il Mauna Loa Osservatorio in 1958, le carote di ghiaccio sono la migliore fonte di atmosfera CO2 dati per i precedenti 1 milioni di anni.
Gli scienziati hanno trivellato le calotte glaciali e analizzato le carote di ghiaccio dagli anni '1950, in particolare in Antartide e Groenlandia. Le aree con accumulo di neve si trasformano in ghiaccio con bolle d'aria che preservano campioni dell'atmosfera dalle atmosfere del mondo del passato. Gli scienziati sono in grado di analizzare i nuclei per conoscere i cambiamenti passati nella concentrazione dei gas atmosferici e i cicli glaciale-interglaciale negli ultimi milioni di anni.
Qui, utilizza i dati e i grafici relativi alla CO2 per esplorare i cambiamenti avvenuti nel passato, da mille a un milione di anni fa.
Ice Nucleo di ricerca
NOAA NCEI dati carota di ghiaccio
NOAA NCEI NOAA set di dati sul nucleo del ghiaccio paleoclimatologico
Centro dati glaciologici antartici NSIDC
EGU 2013: Alla scoperta di una registrazione del clima terrestre lunga 1.5 milioni di anni.
Articoli
Paleoclimatologia NASA 2005 : la documentazione ricavata dalle carote di ghiaccio.
SkS Abbiamo già affrontato cambiamenti climatici in passato
1 Kyr
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Dati sulla CO2 relativi a 1,000 anni (documenti: 1989-1997)
Tre carote di ghiaccio estratte a Law Dome, nell'Antartide orientale, tra il 1987 e il 1993, hanno permesso di ricostruire la storia della CO₂ atmosferica dal 1006 d.C. al 1978 d.C.
Le registrazioni si estendono fino ai decenni più recenti, durante i quali sono state effettuate misurazioni strumentali dei livelli di CO₂ atmosferica . Ciò è stato possibile grazie all'elevato tasso di accumulo di neve nei siti di perforazione di Law Dome. Gli scienziati hanno riferito che l'aria racchiusa nelle tre carote di ghiaccio presenta una risoluzione temporale senza precedenti.
L'incertezza nei dati è 1.2 parti per milione (ppm). CO preindustriale2 i livelli vanno da 275 a 284 ppm. Livelli inferiori si sono verificati tra il 1550 e il 1800 d.C. Queste carote di ghiaccio mostrano una forte crescita della COXNUMX atmosferica2 livelli del periodo industriale tranne 1935-1945 dC, quando i livelli stabilizzati o leggermente diminuito.

Fonte del grafico: Etheridge et al. (tramite CDIAC)
vetro
Dati storici sulla CO₂ ricavati dalle carote di ghiaccio di Law Dome, raccolti dal CDIAC.
Dati CDIAC | Etheridget et al. (1998)
Grafica CDIAC
NOAA-NCDC Dati composito | 0 - 800 Kyr [Eccellere]
Referenze
DM Etheridge, LP Steele, RL Langenfelds, RJ Francey, J.-M. Barnola e VI Morgan. 1998. Registrazioni storiche di CO2 dalle carote di ghiaccio Law Dome DE08, DE08-2 e DSS. In Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, US Department of Energy, Oak Ridge, Tennessee, USA
400 Kyr
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400,000 anni CO2 I dati (documenti: 1999 a 2005)

Storia della CO₂ atmosferica | 400,000 anni fa
Immagine di origine SkS CC BY SA 3.0 [ JPEG grande ]
Grafico alternativo CDIAC | Registrazione della CO₂ dalla carota di ghiaccio di Vostok (2.3 KYr - 417 KYr BP)
Dati
CDIAC Vostok | 2.3 KYr - 417 KYr
NOAA-NCDC Dati composito | 0 - 800 Kyr [Eccellere]
0 - 22 Kyr | Dome C, Antartide
Scienza 2001 Monnin et al. | atmosferico CO2 concentrazioni sull'ultima chiusura glaciale [astratto]
22 - 393 Kyr | Vostok, in Antartide
J. Geophysical Res. 2001 Pépin et al. | Forzanti climatiche emisferiche dedotte dai carotaggi Vostok e LLN-2D [ .pdf ]
Nature 1999 Petit et al. | Storia climatica e atmosferica, 420,000 anni dalla carota di ghiaccio di Vostok [abstract]
Natura 2005 Raynaud et al. | Paleoclimatologia: La documentazione relativa allo stadio isotopico marino 11 [abstract]
393 - 416 Kyr | Dome C, Antartide
Science 2005 Siegenthaler et al. | Ciclo stabile del carbonio e relazione climatica nel tardo Pleistocene [ .pdf ]

Graphic fonte Clima Centrale [2015 articolo] [Scarica immagine]
Referenze
Monnin, E., Indermühle, A., Dällenbach, A., Flückiger, J., Stauffer, B., Stocker, TF,. . . Barnola, J.-M. (2001). atmosferico CO2 concentrazioni sull'ultima chiusura glaciale. Scienza, 291 (5501), 112-114. doi: 10.1126 / science.291.5501.112
Pépin, L., Raynaud, D., Barnola, JM e Loutre, MF (2001). Ruoli emisferici delle forzanti climatiche durante le transizioni glaciali-interglaciali come dedotto dal record di Vostok e dagli esperimenti sul modello LLN-2D. Journal of Geophysical Research, 106 (D23), 31885–31892. doi: 10.1029 / 2001JD900117
Petit, JR, Jouzel, J., Raynaud, D., Barkov, NI, Barnola, JM, Basile, I.,. . . Stievenard, M. (1999). Clima e la storia atmosferica degli ultimi 420,000 anni dalla carota di ghiaccio di Vostok, in Antartide. Natura, 399 (6735), 429-436. doi: 10.1038 / 20859
Raynaud, D., Barnola, J.-M., Souchez, R., Lorrain, R., Petit, J.-R., Duval, P., & Lipenkov, VY (2005). Paleoclimatologia: il record per lo stadio isotopico marino 11. Natura, 436 (7047), 39-40. doi: 10.1038 / 43639b
Siegenthaler, U., Stocker, TF, Monnin, E., Lüthi, D., Schwander, J., Stauffer, B.,. . . Jouzel, J. (2005). Stabile carbonio rapporto ciclo-clima durante il tardo Pleistocene. Scienza, 310 (5752), 1313-1317. doi: 10.1126 / science.1120130
650 Kyr
-
650,000 anni CO2 Dati (carta: 2005)

Fonte grafica IPCC AR4 2007 [ Immagine ad alta risoluzione ]
Dati
NOAA-NCDC Dati composito | 0 - 800 Kyr [Eccellere]
416 - 664 Kyr | Dome C, Antartide
Science 2005 Siegenthaler et al. | Ciclo stabile del carbonio e relazione climatica nel tardo Pleistocene [ .pdf ]
Referenze
Siegenthaler, U., Stocker, TF, Monnin, E., Lüthi, D., Schwander, J., Stauffer, B.,. . . Jouzel, J. (2005). Stabile carbonio rapporto ciclo-clima durante il tardo Pleistocene. Scienza, 310 (5752), 1313-1317. doi: 10.1126 / science.1120130
800 Kyr
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800,000 anni CO2 Dati (carta: 2008)
Nel 2008, Dieter Lüthi e altri scienziati pubished una carta Nature che ha esteso il record carote di ghiaccio di CO atmosferico2 concentrazioni da 650,000 anni prima del presente a 800,000 anni prima del presente. Per fare ciò, hanno analizzato i 200 metri più bassi della carota di ghiaccio perforata EPICA Dome C in Antartide. Il lavoro ha aggiunto due cicli glaciali alla CO2 disco. Gli scienziati hanno scoperto che le concentrazioni atmosferiche erano fortemente correlate con la temperatura antartica durante gli otto cicli glaciali nel record di carote di ghiaccio di 800,000 anni. Riportano una lettura di 172 parti per milione (ppm) CO2 come il CO basso2 concentrazione mai registrata in un nucleo di ghiaccio - circa 10 ppm inferiore alla lettura più bassa precedente.

Fonte grafica Lüthi et al, 2008
Link e Collegamenti
Nature-2008 Lüthi et al | Record di CO2 ad alta risoluzione 650-800 KYr [ Abstract ]
Natura-2008 Lüthi et al | Registrazione CO 2 ad alta risoluzione 650-800 KYr [ Apri PDF ]
NOAA-NCDC Lüthi et al | Alta risoluzione CO2 record di 650-800 Kyr [Dati: Excel *]
NOAA-NCDC Lüthi et al | Alta risoluzione CO2 record di 650-800 Kyr [Dati: Testo *]
CDIAC 800 KYr record di ghiaccio dell'atmosfera CO2
* I dati includono un composito per l'atmosfera CO2 dati che abbracciano 800,000 anni.
Referenze
Luthi, D., Le Floch, M., Bereiter, B., Blunier, T., Barnola, J.-M., Siegenthaler, U.,. . . Stocker, TF (2008). Ad alta risoluzione anidride carbonica record di concentrazione 650,000-800,000 anni prima presente. Natura, 453 (7193), 379-382. doi: 10.1038 / nature06949
Leggi Anche
Clima del passato - Cronologia del 2007 per la carota di ghiaccio EPICA Dome C [ PDF ]
1 mio
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Dati sulla CO2 relativi a 1 milione di anni (articolo del 2015)
Nel 2015, John Higgins della Prince University e i suoi colleghi hanno esteso la carota di ghiaccio fino a circa 1 milione di anni (990,000) con dati provenienti da strati superficiali di ghiaccio blu che potrebbero "contenere il ghiaccio più antico facilmente accessibile del pianeta" (p. 6887). Tra 800.000 e 1 milione di anni fa, i ricercatori hanno scoperto che la concentrazione di CO₂ nell'atmosfera variava tra 221 e 277 parti per milione. Questi valori sono paragonabili ai cicli tra 450.000 e 800.000 anni fa, sebbene leggermente superiori. Lo studio mostra anche che l'accoppiamento tra la temperatura antartica e la CO₂ atmosferica si è esteso fino al Pleistocene medio, terminato quasi un milione di anni fa.
Link e Collegamenti
Princeton | Higgins Lab Composizione atmosferica 1 milione di anni fa [ articolo PNAS del 2015 ]
Composizione atmosferica di ResearchGate 1 milione di anni fa
Composizione atmosferica 1 milione di anni fa [abstract]
Media
Phys.org 2015 Le carote di ghiaccio conservano bolle atmosferiche risalenti a 1 milione di anni fa
Referenze
Higgins, JA, Kurbatov, AV, Spaulding, NE, Brook, E., Introne, DS, Chimiak, LM,. . . Bender, ML (2015). Composizione atmosferica 1 milioni di anni fa da ghiaccio blu in Allan Hills, in Antartide. Atti della National Academy of Sciences, 112 (22), 6887-6891. doi: 10.1073 / pnas.1420232112
2 mio
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Dati sulla CO2 relativi a 2 milioni di anni (Abstract 2019)
Negli ultimi ottocentomila anni, i cicli glaciale-interglaciale hanno oscillato per un periodo di centomila anni ("100k world" 1). I dati relativi al nucleo di ghiaccio e ai sedimenti oceanici hanno dimostrato che l'anidride carbonica atmosferica, la temperatura antartica, la temperatura degli oceani profondi e il volume globale del ghiaccio erano fortemente correlati tra loro nel mondo 100k 2,3,4,5,6. Tra circa 2.8 e 1.2 milioni di anni fa, i cicli glaciali erano più piccoli di grandezza e più brevi di durata ('40k world' 7). I dati proxy provenienti da sedimenti di acque profonde suggeriscono che la variabilità del biossido di carbonio atmosferico nel mondo 40k era anche inferiore rispetto al mondo 100k 8,9,10, ma non abbiamo osservazioni dirette sui gas serra atmosferici di questo periodo. Qui riportiamo il recupero di ghiaccio stratigraficamente discontinuo di oltre due milioni di anni dalla zona di ghiaccio blu di Allan Hills, nell'Antartide orientale. Le concentrazioni di anidride carbonica e metano nei campioni di nucleo di ghiaccio più vecchi di due milioni di anni sono state alterate dalla respirazione, ma alcuni campioni più giovani sono incontaminati. I nuclei di ghiaccio recuperati estendono le osservazioni dirette di biossido di carbonio atmosferico, metano e temperatura antartica (sulla base del rapporto isotopo deuterio / idrogeno δDice, un proxy per la temperatura regionale) nel mondo 40k. Tutte le proprietà climatiche prima di ottocentomila anni fa rientrano nell'involucro delle osservazioni dai nuclei di ghiaccio antartico profondi e continui che caratterizzano il mondo 100k. Tuttavia, le concentrazioni di anidride carbonica e metano più basse misurate e la temperatura antartica nel mondo 40k sono nettamente superiori ai valori glaciali degli ultimi ottocentomila anni. I nostri risultati confermano che l'ampiezza delle variazioni glaciali-interglaciali dei gas serra atmosferici e del clima antartico sono state ridotte nel mondo 40k e che il passaggio dal mondo 40k al mondo 100k è stato accompagnato da un calo delle concentrazioni minime di biossido di carbonio durante i massimi glaciali.
Link e Collegamenti
Natura | Abstract: Istantanee di gas atmosferici risalenti a due milioni di anni fa, provenienti dal ghiaccio antartico
Media
Science Daily 2019: Due milioni di anni di ghiaccio forniscono un'istantanea della storia dei gas serra sulla Terra.
Referenze
Yan, Y., Bender, ML, Brook, EJ et al. Istantanee di gas atmosferici di due milioni di anni fa provenienti dal ghiaccio antartico. Nature 574, 663–666 (2019) doi: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1692-3
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CO2.Earth Annuale CO2 Dati | 1958 a presentare
