De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Met Paleoklimaatonderzoekers op expeditie naar de broeikaswereld van de toekomst Appy Sluijs Palaeo-ecologie; Departement Biologie; Universiteit Utrecht.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Met Paleoklimaatonderzoekers op expeditie naar de broeikaswereld van de toekomst Appy Sluijs Palaeo-ecologie; Departement Biologie; Universiteit Utrecht."— Transcript van de presentatie:

1 Met Paleoklimaatonderzoekers op expeditie naar de broeikaswereld van de toekomst Appy Sluijs Palaeo-ecologie; Departement Biologie; Universiteit Utrecht Lucas J Lourens Faculteit Geowetenschappen; Universiteit Utrecht

2 Opzet - Het Broeikaseffect - De Koolstofkringloop - de korte koolstofkringloop - de lange koolstofkringloop - Het hitterecord, 55 miljoen jaar geleden

3 - Zon - Broeikasgassen Samen bepalen ze de totale hoeveelheid energie op het aardoppervlak Primaire bepalers mondiaal klimaat

4 Broeikaseffect Houdt aardoppervlak warm  niet diepbevroren (+31ºC) Broeikasgassen: H 2 O, CO 2, CH 4, NO x, O 3, VOCs etc. Zon en broeikasgassen bepalen de totale hoeveelheid energie op het aardoppervlak

5 Broeikaseffect Venus vs Aarde

6 The Faint Young Sun Paradox

7 De Aardse Thermostaat

8 Data SOI and NOAA

9 Zonneactiviteit Constant! Totale hoeveelheid energie neemt toe

10 National Snow and Ice Data Center Noordelijke IJs?zee (27-8)

11 IPCC, 2001 CO 2 concentratie laatste millennium: Hockeystick

12 Ruddiman, 2001 CO 2 concentratie door ijstijden

13 Royer et al., 2006; GCA CO 2 concentratie sinds de dinosauriërs ? 2250?

14 Vraag: Waarom was CO 2 dan zo hoog? De Koolstofkringloop bepaalt hoeveel koolstof (C) zich op welke plaats op aarde bevindt. - de korte koolstofkringloop - de lange koolstofkringloop

15 De Korte Koolstofkringloop: Fotosynthese en Respiratie Fotosynthese: 6CO 2 + 6H 2 O + zonlicht  C 6 H 12 O 6 + 6O 2 CO 2 O2O2 O2O2 O2O2 O2O2 O2O2 C 6 H 12 O 6

16 De Korte Koolstofkringloop: Fotosynthese en Respiratie Respiratie: 6CO 2 + 6H 2 O + zonlicht  C 6 H 12 O 6 + 6O 2 CO 2

17 De Korte Koolstofkringloop: Fotosynthese en Respiratie

18 Seizoenale vegetatie kringloop Winter Zomer

19 Data SOI and NOAA De jaarlijkse cyclus

20 De Korte Koolstofkringloop: Fotosynthese en Respiratie

21 Vraag: Waarom was CO 2 dan zo hoog? De Koolstofkringloop bepaalt hoeveel koolstof (C) zich op welke plaats op aarde bevindt. - de korte koolstofkringloop niet - de lange koolstofkringloop?

22 De Lange Koolstofkringloop: Opslag van C; langere tijdschalen Als koolstofhoudend materiaal sneller ophoopt dan het in het ecosysteem wordt afgebroken: opslag in sedimenten

23 De Lange Koolstofkringloop: Opslag van C; langere tijdschalen Veen

24 Steenkool De Lange Koolstofkringloop: Opslag van C; langere tijdschalen

25 Photische zone, calcium carbonaat (kalk) productie: 2HCO Ca 2+  CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

26

27 Begraving

28

29 Fotische zone, calcium carbonaat (kalk) productie: 2HCO Ca 2+  CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Waarom zijn HCO 3 - en Ca 2+ nog niet op in de oceaan? Blijkbaar ook een bron

30 Onderliggend mechanisme: Plaattectoniek

31 Vulkanisme: CO 2 afkomstig van gesubduceerde kalk

32 Silicaatverwering op continenten CaSiO 3 + 2H 2 O + 2CO 2  Ca HCO SiO 2 + H 2 O (silicaat gesteente + water + kooldioxide  calcium + bicarbonaat+ silica + water)

33 Silicaatverwering op continenten CaSiO 3 + 2H 2 O + 2CO 2  Ca HCO SiO 2 + H 2 O 2HCO Ca 2+  CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

34 Silicaatverwering: CO 2  HCO 3 -

35 De Lange Koolstofkringloop:

36 De Lange Koolstofkringloop: Opslag van C; langere tijdschalen

37 Fossiele brandstoffen: 5,000 Methaan in hydraatvorm: ~5,000 De Lange Koolstofkringloop: Opslag van C; langere tijdschalen

38 Vraag: Waarom was CO 2 dan zo hoog? De Lange Koolstofkringloop bevond zich in een staat waarbij iets minder C was opgeslagen in gesteenten en iets meer in de oceanen en de atmosfeer

39 5 minuten ademhalen: case-study naar het hitterecord van 55 miljoen jaar geleden

40 Klimaatgeschiedenis opgeslagen in sedimenten Macro fossielen Micro- fossielen

41 CO 2 vs temperatuur sinds de dinosauriërs Zachos et al. In prep

42 Taxodiaceae (Metasequoia)

43 Taxodiaceae (Metasequoia)

44

45 POLEN IJSVRIJ: Zeespiegel ~100m hoger

46 Zeespiegel zonder ijskappen

47 Stabiele Koolstof Isotopen 12 C: 6 protonen and 6 neutronen (98.89%) 13 C: 6 protonen and 7 neutronen (1.11%) 12 CO 2 13 CO 2 12 CO 2 Planten nemen beter 12 C op dan 13 C  in biomassa: 12 C 99%; 13 C 1% verhouding 13 C/ 12 C verandert

48 Stabiele Koolstof Isotopen 12 C: 6 protonen and 6 neutronen (98.89%) 13 C: 6 protonen and 7 neutronen (1.11%)  13 C : hoger  meer 13 C lager  meer 12 C

49 Stabiele Koolstof Isotopen:  13 C

50

51 C12! Paleoceen-Eoceen temperatuursmaximum PETM: 55 miljoen jaar geleden  18 O

52 C12! Paleoceen-Eoceen temperatuursmaximum PETM: 55 miljoen jaar geleden  13 C  18 O

53

54 Koolstof-isotopen shift methaan hydraten

55 Gashydraten hypothese!!! Eerst een beetje opwarming door CO 2 toename (vulkanen) Diepzee warmt op (1000 jaar) Methaanscheet Warmte door zeebodem naar CH 4 hydraten (2000 jaar)

56 Sluijs et al. 2007; Nature PETM: Boorkern nabij New York

57 Sluijs et al. 2007; Nature

58 Kortom: het PETM werd veroorzaakt door een enorme en snelle toename van de CO 2 concentratie in de atmosfeer!

59 - schatting PETM C input: 2-7 x g - menselijke C uitstoot (alle fossiele brandstoffen): 5 x g PETM is een goede analoog voor de toekomst

60 PETM mondiale opwarming

61 Hitterecord 23 ° C Sluijs et al. 2006; Nature

62 Benthic Foraminifer Extinction event ~40% of calcareous species went extinct Followed by radiations “BIG” K/T boundary: no extinctions!!

63 Source: Phil Gingerich Zoogdier evolutie tijdens het PETM

64

65 Verzuring 55 miljoen jaar Hitterecord

66 Photische zone, calcium carbonaat (kalk) productie: 2HCO Ca 2+  CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

67

68 PETM temperatuur : Noordpool Sluijs et al. 2006, Nature

69 Zachos et al. 2006, Geology PETM temperatuur : New York

70 Sluijs et al., 2007; Nature PETM temperatuur : New York

71 Bijl, Sluijs, Schouten et al. unpubl PETM temperatuur : Tasmanie Lag naast Antarctica tijdens het PETM

72 Klimaatmodel voor PETM: Pool – evenaar – pool temperatuur 1120 ppm CO 2 Klimaatmodellen? Model-data mismatch Latitude (degrees) Mean Annual Surface Temperature (ºC) Model output Huber and Nof 2006, Palaeo 3.

73 Klimaatmodel Pre/post PETM surface temperature PETM temperature Latitude (degrees) Mean Annual Surface Temperature (ºC) Model output Huber and Nof 2006, Palaeo 3. Klimaatmodellen? Model-data mismatch


Download ppt "Met Paleoklimaatonderzoekers op expeditie naar de broeikaswereld van de toekomst Appy Sluijs Palaeo-ecologie; Departement Biologie; Universiteit Utrecht."

Verwante presentaties


Ads door Google