Abstract: S. Setty, M. J. Cramwinckel, E. H. Nes, I. A. Leemput, H. A. Dijkstra, L. J. Lourens, M. Scheffer, A. Sluijs (2023)

Superimposed on long-term late Paleocene-early Eocene warming (similar to 59 to 52 million years ago), Earth's climate experienced a series of abrupt perturbations, characterized by massive carbon input into the ocean-atmosphere system and global warming. Here, we examine the three most punctuated events of this period, the PaleoceneEocene Thermal Maximum and Eocene Thermal Maximum 2 and 3, to probe whether they were initiated by climate-driven carbon cycle tipping points. Specifically, we analyze the dynamics of climate and carbon cycle indicators acquired from marine sediments to detect changes in Earth system resilience and to identify positive feedbacks. Our analyses suggest a loss of Earth system resilience toward all three events. Moreover, dynamic convergent cross mapping reveals intensifying coupling between the carbon cycle and climate during the longterm warming trend, supporting increasingly dominant climate forcing of carbon cycle dynamics during the Early Eocene Climatic Optimum when these recurrent global warming events became more frequent.

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Loss of Earth system resilience during early Eocene transient global warming events