In het verleden heeft de aarde te maken gehad met langdurige perioden van verhoogde broeikasgasconcentraties die ervoor zorgden dat de mondiale temperatuur en de zeespiegel stegen. Het bestuderen van deze afgelopen warme periodes leert ons over de mogelijke langetermijngevolgen van toenemende broeikasgassen in de atmosfeer.
Stijgende broeikasgasconcentraties zorgen voor ingrijpende veranderingen in het aardsysteem, waaronder opwarming van de aarde, zeespiegelstijging, toename van klimaat- en weersextremen, oceaanverzuring en ecologische verschuivingen.
De overgrote meerderheid van instrumentele observaties van het klimaat begon in de 20e eeuw, toen de uitstoot van broeikasgassen door menselijke activiteiten de dominante aanjager werd van veranderingen in het klimaat op aarde.
Terwijl wetenschappers ons begrip van het klimaatsysteem van de aarde en hoe het zich in de komende decennia tot eeuwen kan ontwikkelen, proberen te verfijnen, bieden klimaatstaten uit het verleden een schat aan inzichten. Gegevens over deze staten uit het verleden helpen bij het vaststellen van de relatie tussen natuurlijke klimaatfactoren en de geschiedenis van veranderingen in de mondiale temperatuur, de mondiale zeespiegels, de koolstofcyclus, de oceaancirculatie en regionale klimaatpatronen, inclusief klimaatextremen. Geleid door dergelijke gegevens gebruiken wetenschappers aardse systeemmodellen om de reeks gebeurtenissen te identificeren die ten grondslag liggen aan de overgangen tussen vroegere klimatologische toestanden. Dit is belangrijk omdat tijdens de huidige klimaatverandering, net als bij klimaatveranderingen in het verleden, sommige aspecten van het aardsysteem (bijv. de oppervlaktetemperatuur) reageren op veranderingen in broeikasgassen op een tijdschaal van decennia tot eeuwen, terwijl andere (bijv. zeeniveau en de koolstofcyclus) reageren in de loop van eeuwen tot millennia.
Door eerdere warme perioden, veroorzaakt door natuurlijke factoren, te analyseren, kunnen we begrijpen hoe belangrijke aspecten van het klimaatsysteem evolueren als reactie op opwarming. Een eerdere warme klimaattoestand vond bijvoorbeeld ongeveer 125.000 jaar geleden plaats, tijdens de laatste interglaciale periode, toen kleine variaties in de baan van de aarde een opeenvolging van veranderingen veroorzaakten die ongeveer 1°C tot 2°C van het broeikaseffect veroorzaakten en ongeveer 2- 8m zeespiegelstijging ten opzichte van 1850-1900, hoewel de atmosferische kooldioxideconcentraties vergelijkbaar waren met de waarden van 1850-1900. Modelleringsstudies tonen aan dat de verhoogde zomerse verwarming op de hogere breedtegraden van het noordelijk halfrond gedurende deze tijd het wijdverbreide smelten van sneeuw en ijs veroorzaakte, waardoor de reflectiviteit van de planeet werd verminderd en de absorptie van zonne-energie door het aardoppervlak toenam. Dit leidde tot opwarming op wereldschaal, wat op zijn beurt leidde tot verder ijsverlies en zeespiegelstijging.
Deze zelfversterkende positieve feedbackcycli zijn een alomtegenwoordig kenmerk van het klimaatsysteem van de aarde, met duidelijke implicaties voor toekomstige klimaatverandering bij aanhoudende uitstoot van broeikasgassen. In het geval van zeespiegelstijging hebben deze cycli zich in de loop van verschillende eeuwen tot millennia ontwikkeld, wat ons eraan herinnert dat de snelheid en omvang van de zeespiegelstijging in de 21e eeuw slechts een fractie is van de zeespiegelstijging die uiteindelijk zal plaatsvinden nadat het systeem van de aarde volledig is past zich aan huidige niveaus van de opwarming van de aarde.
Ongeveer 3 miljoen jaar geleden, tijdens het Plioceen, was de aarde getuige van een langdurige periode van hoge temperaturen (2,5°C-4°C hoger dan 1850-1900) en hogere zeespiegels (5-25 m hoger dan 1850-1900), in combinatie met atmosferische kooldioxideconcentraties vergelijkbaar met de huidige. Het feit dat de atmosferische kooldioxideconcentraties in het Plioceen vergelijkbaar waren met de huidige, terwijl de mondiale temperaturen en de zeespiegel aanzienlijk hoger waren, weerspiegelt het verschil tussen een aardsysteem dat zich volledig heeft aangepast aan veranderingen in natuurlijke drijfveren (het Plioceen) en een systeem waar de concentraties van broeikasgassen, temperatuur en zeespiegelstijging nog steeds toenemen (vandaag de dag). Veel van de overgang naar de klimaatstaat Plioceen - in termen van de belangrijkste oorzaken, de rol van cycli die de overgang hebben versneld of vertraagd, en de snelheid van verandering in klimaatindicatoren zoals de zeespiegel - blijven onderwerpen van intensief onderzoek door klimaatonderzoekers met behulp van een combinatie van paleoklimaatobservaties en aardsysteemmodellen. Inzichten uit dergelijke studies kunnen helpen om de grote onzekerheden rond schattingen van de wereldwijde zeespiegelstijging tegen 2300 te verminderen, die variëren van 0,3 m tot 3 m boven 1850-1900 (in een scenario met lage emissies) tot wel 16 m boven 1850 -1900 (in een scenario met zeer hoge emissies, inclusief acceleratie structurele desintegratie van de poolijskappen).
Hoewel de huidige opwarming op verschillende manieren ongebruikelijk is in de context van het recente geologische verleden, herinneren warme klimaattoestanden uit het verleden er sterk aan dat de aanpassing op lange termijn aan de huidige atmosferische kooldioxideconcentraties nog maar net is begonnen. Die aanpassing zal de komende eeuwen tot millennia doorgaan.
Dit antwoord is afkomstig uit het zesde beoordelingsrapport van het IPCC.
