Jak kolísal obsah CO₂ za posledních 23 milionů let?

Přímá měření obsahu CO₂ v atmosféře probíhají o něco delší dobu než šedesát let. Bubliny v grónském ledovci pomáhají prodloužit tuto škálu na 800 tisíc let a částečný záznam z antarktických ledovců na skoro dva miliony let. Pro delší časové období byl navržen soubor různých metod – např. izotopy boru jsou citlivé na pH mořské vody, které závisí na složení atmosféry. Jinou možností jsou izotopová studia mořských organismů i suchozemské bioty. Ying Cui a spoluatoři nejprve prováděli experimenty s živými rostlinami uzavřenými do komor, ve kterých mohli plynule měnit obsah oxidu uhličitého, a pak v těchto rostlinách, náležejících několika druhům, měřili stabilní izotop uhlíku ¹³C. Získali tak korelační křivku mezi zastoupením tohoto izotopu a obsahem oxidu uhličitého v atmosféře, do které mohli dosadit výsledky izotopového výzkumu 700 rostlinných zbytků od počátku miocénu.²⁾ Z tohoto období jsou rovněž známa detailní izotopová studia krápníků, půdních karbonátů, foraminifer a dalších přírodních archivů; tedy navzájem podobných, ale obtížně kalibrovatelných křivek je řada.

Na počátku mladších třetihor byl obsah CO₂ v atmosféře kolem 350 ppm, pak se téměř neměnil až do středního miocénu. S ochlazováním planety klesl na konci miocénu na hranici 280 ppm, což je běžný obsah i pro teplá období čtvrtohor. V dobách ledových byl ještě asi o 100 ppm nižší. Situace se však změnila v pliocénu asi před 3–5 miliony let, kdy obsah CO₂ opět rostl až na maximální úroveň kolem 400 ppm, ale velmi pravděpodobně nepřesahoval dnešní hodnotu, která rychle spěje ke 415 ppm. Současnost tak s vysokou pravděpodobností představuje období s nejvyššími koncentracemi oxidu uhličitého za posledních 23 milionů let.

Tento závěr je natolik závažný pro současnou emisní politiku, že bychom se měli pokusit jej zpochybnit. Analýzy bublinek v ledovci za posledních 0,8 milionu let nám neponechávají mnoho prostoru – a to i když uvažujeme o plynech rozpuštěných ve vodě mezi zrny ledu. V kvartérním klimatickém chodu křivka obsahu CO₂ mnohokrát osciluje mezi 170–280 ppm podle toho, zda se led tvořil v době ledové, nebo meziledové. Určitě neklesá níž a jen velmi vzácně by mohla dosáhnout hodnot kolem 300 ppm. Pro starší období však známe několik jiných rekonstrukcí založených např. na izotopovém složení půdních karbonátů a dalších látek. Tady už situace není tak jednoznačná. Křivky ukazují jak na nižší koncentrace CO₂, tak také na možné obsahy i o něco vyšší než 400 ppm. Všechna měření však ukazují, že hranice 400 ppm CO₂ je z hlediska posledních 20 milionů let anomální a zejména že tak rychlý růst obsahu oxidu uhličitého jako v holocénu, či spíš jeho mladší části, antropocénu, nemá v geologickém záznamu obdobu.