Hvordan et istidsparadoks kunne informere om forudsigelser om havniveaustigninger

Nye resultater fra University of Michigan forklarer et istidsparadoks og tilføjer til de voksende beviser for, at klimaændringer kan bringe højere hav end de fleste modeller forudsiger.

Studiet, udgivet i Natur , viser, hvordan små stigninger i temperaturen i havet, frem for luften, sandsynligvis drev de hurtige opløsningscyklusser af den ekspansive indlandsis, der engang dækkede store dele af Nordamerika.

Opførselen af ​​denne gamle iskappe - kaldet Laurentide - har undret videnskabsmænd i årtier, fordi dens perioder med smeltning og splintring i havet fandt sted på de koldeste tidspunkter i den sidste istid. Is skal smelte, når vejret er varmt, men det er ikke det, der skete.

"Vi har vist, at vi ikke rigtig har brug for atmosfærisk opvarmning for at udløse storstilet nedbrydning, hvis havet varmes op og begynder at kildre iskappernes kanter, " sagde Jeremy Bassis, U-M lektor i klima- og rumvidenskab og teknik. "Det er muligt, at nutidens gletschere, ikke bare de dele, der flyder, men de dele, der bare rører ved havet, er mere følsomme over for havopvarmning, end vi tidligere troede."

Denne mekanisme virker sandsynligvis i dag på den grønlandske indlandsis og muligvis Antarktis. Forskere ved dette til dels på grund af Bassis' tidligere arbejde. For flere år siden, han fandt på en ny, mere præcis måde at matematisk beskrive, hvordan isen bryder og flyder. Hans model har ført til en dybere forståelse af, hvordan Jordens lager af is kunne reagere på ændringer i luft- eller havtemperaturer, og hvordan det kan oversættes til havniveaustigning.

Sidste år, andre forskere brugte det til at forudsige, at smeltende is på Antarktis kunne hæve havniveauet med mere end tre fod, i modsætning til det tidligere skøn, at Antarktis kun ville bidrage med centimeter i 2100.

I den nye undersøgelse, Bassis og hans kolleger anvendte en version af denne model til klimaet i den sidste istid, som sluttede omkring 10, 000 år siden. De brugte iskerne og havbundsedimentregistreringer til at estimere vandtemperaturen, og hvordan den varierede. Deres mål var at se, om det, der sker i Grønland i dag, kunne beskrive Laurentide-isens adfærd.

Forskere omtaler disse svundne perioder med hurtig isnedbrydning som Heinrich-begivenheder:Isbjerge brød ud af kanterne af den nordlige halvkugles indlandsis og flød ud i havet, hæve havniveauet med mere end 6 fod i løbet af hundreder af år. Mens isbjergene drev og smeltede, snavs de bar ned på havbunden, danner tykke lag, der kan ses i sedimentkerner på tværs af det nordatlantiske bassin. Disse usædvanlige sedimentlag er det, der gjorde det muligt for forskere først at identificere Heinrich -begivenheder.

"Årtiers arbejde med at se på havsedimentregistreringer har vist, at disse indlandsiskollapsbegivenheder skete periodisk under den sidste istid, men det har taget meget længere tid at finde på en mekanisme, der kan forklare, hvorfor Laurentide-isen kun kollapsede i de koldeste perioder. Denne undersøgelse har gjort det, "sagde geokemiker og medforfatter Sierra Petersen, U-M-forsker i jord- og miljøvidenskab.

Bassis og hans kolleger satte sig for at forstå tidspunktet og størrelsen af ​​Heinrich -begivenhederne. Gennem deres simuleringer, de var i stand til at forudsige begge dele, og også for at forklare, hvorfor nogle havopvarmningsbegivenheder udløste Heinrich-begivenheder, og nogle gjorde det ikke. De identificerede endda en yderligere Heinrich-begivenhed, som tidligere var blevet savnet.

Heinrich begivenheder blev efterfulgt af korte perioder med hurtig opvarmning. Den nordlige halvkugle blev gentagne gange opvarmet med så mange som 15 grader Fahrenheit på blot et par årtier. Området vil stabilisere sig, men så ville isen langsomt vokse til bristepunktet i løbet af de næste tusind år. Deres model var også i stand til at simulere disse begivenheder.

Bassis' model tager højde for, hvordan Jordens overflade reagerer på vægten af ​​isen på toppen af ​​den. Tung is presser planetens overflade ned, skubber det til tider under havoverfladen. Det er, når iskapperne er mest sårbare over for varmere hav. Men når en gletsjer trækker sig tilbage, den faste Jord rebounder ud af vandet igen, stabilisering af systemet. Fra det tidspunkt kan indlandsisen begynde at ekspandere igen.

"Der er i øjeblikket stor usikkerhed om, hvor meget havniveauet vil stige, og meget af denne usikkerhed er relateret til, om modellerne inkorporerer det faktum, at iskapper går i stykker, " sagde Bassis. "Det, vi viser, er, at de modeller, vi har af denne proces, ser ud til at fungere for Grønland, såvel som tidligere, så vi mere sikkert kan forudsige stigning i havniveauet. "

Han tilføjede, at dele af Antarktis har geografi, der ligner Laurentide:Pine Island, Thwaites gletscher, for eksempel.

"Vi ser havopvarmning i den region, og vi ser, at disse regioner begynder at ændre sig. I det område, de ser havtemperaturændringer på omkring 2,7 grader Fahrenheit, " sagde Bassis. "Det er temmelig den samme størrelse, som vi tror fandt sted i Laurentide-begivenhederne, og hvad vi så i vores simuleringer er, at kun en lille mængde havopvarmning kan destabilisere en region, hvis den er i den rigtige konfiguration, og endda i fravær af atmosfærisk opvarmning."

Undersøgelsen kaldes "Heinrich-begivenheder udløst af havets forcering og moduleret af isostatisk justering."