Meget af det østlige Antarktis forblev frosset i løbet af de sidste 8 millioner år

Tre store iskapper bliver nøje overvåget af forskere, mens de globale temperaturer stiger, gletschere smelter og havniveauet stiger. Af de tre, det østantarktiske indlandsis er den største potentielle bidragyder til havniveaustigningen.

Men bestræbelserne på at forudsige Østantarktis rolle i fremtidig havniveaustigning er blevet hindret af et fravær af data om indlandsisens reaktion på opvarmningsperioder i fortiden. Den geologiske historie af den massive iskappe - frosset både over og, mange steder, under havets overflade - har været svært at udpege.

Ved at bruge ultrafølsomme analytiske målinger, der har hjulpet med at afsløre historien om andre iskapper, et team af forskere har fundet ud af, at det østantarktiske indlandsis ikke trak sig væsentligt tilbage over land under den varme pliocæne epoke, for cirka 5,3 til 2,6 millioner år siden, når atmosfæriske kuldioxidkoncentrationer svarede til nutidens niveauer, rapporterer et hold forskere i dag i tidsskriftet Natur .

Resultaterne tyder på, at noget is på det sydlige kontinent kunne være stabilt i et opvarmende klima, men signaler ikke, at Antarktis på en eller anden måde kan stoppe virkningen af ​​klimaændringer, forskerne forsigtige. Løbende emissioner betyder, at atmosfæriske kuldioxidniveauer snart vil overgå det benchmark, der blev sat under Pliocæn, sidste gang Jorden oplevede kuldioxidniveauer højere end 400 ppm.

Undersøgelsen fokuserede på terrestrisk is, den del af iskappen, der sidder over havet og binder nok vand til at tage højde for mere end 110 fods havstigning, var indlandsisen til at smelte væk som reaktion på stigende lufttemperatur. Den anden bestanddel af det østantarktiske indlandsis er såkaldt havbaseret is, som sidder under havoverfladen og dermed er direkte påvirket af havet.

"Baseret på dette bevis fra Pliocene, nutidens nuværende kuldioxidniveauer er ikke nok til at destabilisere den landbaserede is på det antarktiske kontinent, " sagde Boston College assisterende professor i jord- og miljøvidenskab Jeremy Shakun, en hovedforfatter af rapporten. "Dette betyder ikke, at ved de nuværende atmosfæriske kuldioxidniveauer, Antarktis vil ikke bidrage til stigning i havets overflade. Marinebaseret is kunne meget vel og er faktisk allerede begyndt at - og det alene rummer en anslået 65 fods havniveaustigning. Vi siger, at det jordiske segment af indlandsisen er modstandsdygtigt ved nuværende kuldioxidniveauer. "

Estimater af havniveaustigning under Pliocæn har varieret, fra 20 fod til mere end 130 fod højere end i dag. Den øvre ende af dette område ville betyde, at meget af isen på planeten smeltede, som tilsammen holder nok vand til at hæve havniveauet med over 200 fod. Hvis den landbaserede østantarktiske iskappe var stabil under Pliocæn, imidlertid, som Shakun og kolleger foreslår, det samlede Pliocæne kunne højst have været omkring 100 fod.

Forskerne analyserede sediment indeholdt i borekerner taget fra havbunden. Disse kerner indeholder geologiske optegnelser, men også kemiske signaturer. I særdeleshed, de sjældne isotoper beryllium-10 og aluminium-26, som blev ekstraheret i US National Science Foundation-støttede Community Cosmogenic Facility ved University of Vermont og målt ved hjælp af partikelacceleratorer ved Purdue University's Rare Isotope Measurement Laboratory og Lawrence Livermore National Laboratory's Center for Accelerator Mass Spectrometry.

"At isolere disse sjældne isotoper fra korn af gammelt sand er som at finde en meget lille nål i en meget stor høstak, " sagde University of Vermont geolog Paul Bierman, en medforfatter på det nye studie. "Men måling af dem giver os et kraftfuldt syn på Antarktis fortid, som aldrig er set før."

Begge isotoper findes i stenoverflader, der har været udsat for kosmisk stråling, der bombarderer jorden fra det ydre rum. Forskere undersøger normalt stenprøver fra bjergskråninger, bjergtoppe, og floder for at bestemme, hvor og hvornår isen trak sig tilbage under tidligere geologiske epoker.

Shakun, Bierman og de andre medforfattere til den seneste rapport brugte en anden tilgang for to år siden for at tilbyde en af ​​de mest omfattende klimatologiske beretninger om Grønlands Indlandsis til dato, går tilbage for 7,5 millioner år siden.

I Grønlandsundersøgelsen, niveauer af beryllium-10 fundet i sandede aflejringer bragt ud i havet i isbjerge tyder på, at iskappen har været en "vedvarende og dynamisk" tilstedeværelse, der er smeltet og gendannet med jævne mellemrum som reaktion på temperaturudsving. Resultaterne hjalp med at bekræfte, at Grønlands indlandsis er en følsom reagerer på globale klimaændringer.

Tidligere undersøgelser af den østantarktiske iskappe viste, at nogle havbaserede dele af indlandsisen og dens nabolande vestantarktiske iskappe smeltede tilbage under Pliocæn. Men det var uklart, om terrestrisk is også smeltede.

Undersøgelse af sedimentprøver leveret fra landbaserede dele af det østantarktiske indlandsis, forskerne fandt, at de områder, der løber ud i Rosshavet, har været stabile i løbet af de sidste otte millioner år, holdet rapporterer. Deres analyse fandt "ekstremt lave" koncentrationer af beryllium og aluminium isotoper i kvartssand i de marine sedimentprøver taget i regionen.

Mens sedimentet var et produkt af erosion fra kontinentet, de lave niveauer af afslørende kemiske signaturer afslører, at sedimentet kun oplevede minimal eksponering for kosmisk stråling, førte holdet til at konkludere, at Østantarktis må være forblevet dækket af is.

"Resultaterne indikerer, at den atmosfæriske opvarmning i løbet af de sidste otte millioner år var utilstrækkelig til at forårsage udbredt og/eller langvarig nedsmeltning af EAIS-marginen til land, "skriver holdet af videnskabsmænd i den nye undersøgelse, med titlen "Minimal østantarktisk isark tilbagetog på land i løbet af de sidste otte millioner år."

Resultaterne afklarer ikke kun den tidligere indvirkning af stigende temperaturer på østantarktisk is, men bekræfter nøjagtigheden af ​​modeller, videnskabsmænd bruger til at vurdere tidligere og fremtidige konsekvenser af en opvarmende planet.

"Disse resultater tilføjer den voksende mængde af beviser for, at begrænsning af niveauet af atmosfærisk kuldioxid stadig kan sikre stabiliteten af ​​betydelige mængder is i Antarktis og rundt om på kloden, " sagde Shakun.