Paleoseenin-eoseenin lämpöhuippu

Paleoseenin-eoseenin lämpöhuippu (PETM, IETM, LPTM) päätti noin 55 miljoonaa vuotta sitten paleoseenin, kauden jolla alkeelliset nisäkkäät kehittyivät. Koko Maan lämpötila nousi rajusti melko lyhyeksi aikaa, n. 50 000–100 000 vuodeksi jopa 10 astetta. Monia meren planktoneliöitä kuoli, samoin kuin maanisäkkäitäkin. Navoille syntyivät subtrooppiset olot. Ilmasto kuivui joksikin aikaa ainakin joillain alueilla. Lämpötilan nousu lienee johtunut siitä, että Pohjois-Atlantin tulivuoret purkivat ilmakehään valtavat määrät hiilidioksidia, joka lämmitti Maata kasvihuoneilmiöllä. Valtava lämpeneminen vapautti myös meren syvänteissä olevan klatraattikiviin varastoituneen metaanin, joka on myös kasvihuonekaasu. Seurasi todella räjähdysmäinen lämpeneminen. Maan merivirrat muuttuivat. Kalkkikuorinen plankton kuoli meren happamoiduttua hiilihaposta, mikä näkyy punaisena kerrostumana tuon ajan kivissä. Paleoseenin suuret maanisäkkäät kuolivat kuumuuteen ja kuivuuteen. Mutta uusia lajejakin ilmestyi, mm. hevosen esi-isä Hyracotherium.

PETM

Paleoseenin ja eoseenin raja oli noin 55,5 miljoonaa vuotta sitten. Tällöin lämpötila nousi keskikorkeilla leveyksillä rajusti 10000 vuodessa 4-8 °C 50 000–100 000 vuodeksi. Planktonia kuoli muutamaksi tuhanneksi vuodeksi noin 55,5 miljoonaa vuotta sitten. Meren kemia muuttui, samoin merivirrat. Koko tapahtuma kesti alle 200 000 vuotta. Lämpötila nousi valtamerissä 5-8 °C. Esimerkiksi Yhdysvaltain Wyomingin osavaltion pohjoisosissa vuoden keskilämpötila oli 20 °C, mutta nousi 25 °C:hen jolloin Meksikonlahden seudun lajeja levittäytyi Wyomingiin. Eoseenin alussa lämpötila palautui ennalleen. Lämpötila pysyi huipussaan 80 000 vuotta, ja prosessi nousuineen ja viilenemisineen normaaliksi kesti 150 000 vuotta.
Arktisille vesille pohjoisnavan lähelle ilmestyi subtrooppisia leviä, veden lämpö nousi paleoseenin lopun 18 C:sta 23 °C:hen. Pohjoisnavan lähellä Lomonosovin selänteellä oli 20 °C, nyt vain -1,5 °C (suolainen merivesi on sulaa vielä nollan alapuolella). Nykyään syvämeren lämpötila siellä on hieman 0 °C yläpuolella. Etelämantereen lähellä valtameri kuumeni 10 °C. Hiilidioksidia oli ilmassa 1700 ppm, 2000–3000 ppm (nykyään vain 380 ppm, paloeseenin lopussa 1000 ppm). 80° leveysasteilla kasvoi varhaispunapuita, ns. boreotrooppisia puita. Meren syvävirtaukset muuttuivat. Meren happamuus nousi, kun ilmakehän hiilidioksidipitoisuus kasvoi, ja meriin satoi hiilihappoa, jonka takia pieneliöiden kalkkikuoret liukenivat. Kalkkiplankton häiriintyi 100 000 vuodeksi, ja syvävesivirta 140 000 vuodeksi. Syvämeren kalkkikuorisista pieneliölajeista kuoli 30–40% melko äkillisessä tapahtumassa. Planktonin tuho oli pahin syvimmällä, heikompi matalammalla. Mutta myös pinnalla hävisi planktonlajistoa, ja siellä vallitsivat normaalista poikkeavat olosuhteet. Ilmasto kuivui joksikin aikaa Coloradossa PETM.in alun jälkeen. Kuivuminen oli pahinta kuumimmalla kaudella, kerrostimien paksuus on 6-8m eri paikoissa. Tämä vastannee karkeasti 20 000 vuotta.
Planktonkuoleman aallon jälkeen ilmakehään virtasi epäorgaanista hiiltä, jossa oli runsaasti ¹³C-pitoista (hiili-13-pitoista) kaasua. Hiili-isotooppisuhteet häiriytyivät merellä ja maalla 150000 vuodeksi, kun ilmakehään saapui ei-eloperäistä hiiltä. Samaan aikaan hiili-isotooppihäiriön kanssa osuu lämpeneminen.
PETM liittynee tulivuorenpurkauksiin, joita sattui 55-54 miljoonaa vuotta sitten Grönlannin irtautuessa Euroopasta. Muinaisia tulivuoren tuhkakerrostumia on mm. Tanskassa Limvuonon Furin saarelle, missä satoi tuhkaa ainakin 200 kertaa. Grönlannista on löydetty tulivuoren jäänteitä Gardinerin tasangolta, Atlantin pohjasta Darwinista ja Englannista Cundystä. Nämä tulivuoret ovat ajautuneet mannerliikuntojen mukana erilleen toisistaan, Pohjois-Atlantin levitessä. Tulivuorenpurkaus vapautti valtavat määrät hiilidioksidia ilmakehään. Tämä lämmitti viileitä syvävesiä, joiden alisista kerrostumista alkoi vapautua metaanikaasua. Kaasu vapautui metaaniklatraattikivistä, jotka olivat varastoineet kiteisiinsä metaanihydraattia.
Metaani on 23 kertaa tehokkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi. Metaani hapettuu n 12 vuodessa hiilidioksidiksi.