Тёплые периоды в истории Земли представляют собой единственное эмпирическое свидетельство того, как климатическая система реагирует на повышение уровня двуокиси углерода (CO2) в атмосфере. Средний плиоцен (от 3,3 до 3,0 млн. лет назад) был последним историческим периодом, когда уровни CO2 были такими же высокими, как сегодня. Однако модели климата плиоцена недооценивают потепление, реконструированное по данным геологических архивов. Используя численную модель глобального цикла метана, авторы показывают, что наличие повышенных концентраций ряда малых газов могло быть причиной дополнительного потепления на 0,6–1,0°C и ещё большего над северными массивами суши. Эти результаты демонстрируют важность влияния газовых примесей на климат как для плиоцена, так и для потенциально тёплых периодов на протяжении большей части новейшей истории Земли.

Тёплые периоды в истории Земли дают возможность понять динамику системы Земли в условиях, аналогичных тем, которые ожидаются в ближайшем будущем. Тёплый период среднего плиоцена (ТПСП, от 3,3 до 3,0 млн лет назад) - это период, когда в последний раз уровни концентрации CO₂ в атмосфере были такими же высокими, как сегодня. Однако модели климата плиоцена недооценивают потепление в высоких широтах, реконструированное на основе образцов ископаемой пыльцы и других геологических архивов. Одна из возможных причин этого заключается в том, что усиленное радиационное воздействие газовых примесей, помимо CO₂, в плиоцене, в том числе метана CH4, не было учтено в моделях. Авторы использовали набор моделей земной биогеохимии, чтобы произвести комплексную реконструкцию цикла CH4 в ТПСП, включая оценку неопределённости. Авторы предполагают отношение смеси CH4 в атмосфере от 1000 до 1200 частей на миллиард по объёму, что в сочетании с оценками радиационного форсинга от N₂O и O₃ даёт радиационный форсинг 0,9 Вт/м2 (диапазон от 0,6 до 1,1 Вт/м2), составляющий 43 % (диапазон от 36 до 56%) радиационного форсинга CO₂, используемого при моделировании климата ТПСП. Это дополнительное воздействие вызовет повышение глобальной приземной температуры на 0,6–1,0°C с увеличением изменений в высоких широтах, улучшая тем самым согласие с геологическими свидетельствами климата среднего плиоцена. Авторы пришли к выводу, что обратная связь от вышеуказанных газов имеет решающее значение для интерпретации потепления климата в плиоцене и, возможно, во многих других тёплых фазах кенезоя. Эти результаты также подразумевают, что использование только плиоценовых реконструкций CO₂ и температуры может привести к завышению оценок чувствительности климата.

Ссылка: https://www.pnas.org/content/117/38/23401