Ny undersøgelse tyder på overraskende rynke i historien om det vestantarktiske isark

Forskere har generelt troet, at siden slutningen af ​​sidste istid, omkring 15, 000 år siden, den vestantarktiske iskappe (WAIS) er blevet mindre og mindre, med sit tilbagetog udløst af en opvarmning af verden og havniveaustigning fra sammenbrud af indlandsis på den nordlige halvkugle.

En undersøgelse offentliggjort 13. juni online 2018 i bladet Natur viser en mere kompliceret historie.

Overraskende nye data og indlandsismodellering tyder på, at mellem ca. 14, 500 og 9, 000 år siden, indlandsisen under havoverfladen smeltede delvist og krympede til en størrelse endnu mindre end i dag - men den kollapsede ikke. I løbet af de efterfølgende årtusinder, tabet af den enorme mængde is, der tidligere tyngede havbunden, ansporede til løft i havbunden - en proces kendt som isostatisk rebound. Så begyndte iskappen at vokse igen mod dagens konfiguration.

"WAIS i dag trækker sig igen tilbage, men der var engang siden sidste istid, hvor iskappen var endnu mindre, end den er nu, men det faldt ikke sammen, " sagde Northern Illinois University geologiprofessor Reed Scherer, en hovedforfatter på undersøgelsen. "Det er vigtig information at have, når vi forsøger at finde ud af, hvordan indlandsisen vil opføre sig i fremtiden."

Regn ikke med isostatisk rebound, imidlertid, at være et vidundermiddel for nutidens stigende havniveau, han tilføjede.

"Hvad skete der omkring 10, 000 år siden dikterede måske ikke, hvor vi skal hen i vores kuldioxid-forstærkede verden, hvor havene hurtigt opvarmes i polarområderne. Hvis iskappen skulle trække sig dramatisk tilbage nu, udløst af menneskeskabt opvarmning, hævningsprocessen vil ikke hjælpe med at genopbygge iskappen, før længe efter kystbyerne har mærket virkningerne af havniveaustigningen."

Scherer er en af ​​tre hovedforfattere på undersøgelsen, sammen med Jonathan Kingslake fra Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory og Torsten Albrecht fra Potsdam Institute for Climate Impact Research i Potsdam, Tyskland.

Forskerne foretog uafhængige undersøgelser, der tog forskellige veje til den samme konklusion af tidligere tilbagetrækning og fremrykning ved jordforbindelse. "Vi arbejdede alle parallelt, så hinandens resultater på konferencer og besluttede at kombinere vores indsats, " sagde Scherer.

Forskere, der studerer klimaændringer og havniveaustigning, er meget interesserede i WAIS's fremtidige adfærd. Det er den sidste iskappe på planeten, der hviler i et dybt havbassin og er den mest sandsynlige spiller i enhver fremtid, hurtig havvandsstigning.

Scherers team analyserede sedimenter, der blev genvundet fra under et jordet område af WAIS i Ross Sea-regionen. Området menes at være dækket af jordet is siden sidste istid, 20, 000 år siden. Men forskerne var overraskede over at finde marint organisk materiale indeholdende radioaktivt kulstof-14 i underis-sedimenterne, hvilket indikerer, at det var forbundet med havet meget nyere end nogen troede. WAIS, de konkluderede, havde trukket sig tilbage hurtigere og meget mere omfattende end tidligere blevet dokumenteret, med jordlinjen (hvor is, hav og havbunden mødes) trækker mere end 200 kilometer tilbage ud over den nuværende position, før den atter avancerer mod sin nuværende position omkring 1, 000 år senere.

"Da vi borede gennem en halv kilometer is ved dagens jordingslinje, hvor et tyndt lag hav under flydende is åbner sig, mens isen trækker sig tilbage nu, vi blev overrasket over et aktivt samfund af marine organismer, inklusive fisk, lever lige op mod isen, " sagde Scherer. "Der er ingen fisk, hvor isen er bundet på havbunden, men radiocarbon i sedimenter 200 kilometer opstrøms fortæller os, at havet før havde været meget længere tilbage. Havvæsner efterlod et radiocarbonur."

I mellemtiden Kingslake og en kollega udførte isgennemtrængende radarobservationer af jordet is på den anden side af WAIS, i Weddell Sea-regionen. De opdagede mange begravede træk i indlandsisen, fortolket som relikviesprækker, der senere var fyldt med havis. Disse og andre istræk var i overensstemmelse med tidligere havsmeltning og flydende is – såvel som en jordforbindelseslinje, der var trukket sig tilbage siden den sidste istid godt inde i landet i dagens margin.

"Det var bare mærkeligt, " sagde Kingslake. "Vi havde ikke set den slags strukturer nær bunden af ​​en indlandsis før, og den bedste forklaring er, at de blev dannet, da denne del af indlandsisen blev jordet igen."

Endelig, Albrecht og en kollega udførte sofistikeret numerisk indlandsismodellering drevet af det opvarmende klima og stigende havniveauer efter det sidste istidsmaksimum. Disse simuleringer viser indlandsisens tilbagetog, før de når et vendepunkt, med grundstødningslinjen op til 200 kilometer inde i landet af sin nuværende placering i Weddell Sea-regionen og op til 400 kilometer i Ross Sea-regionen.

"Opvarmningen efter den sidste istid fik ismasserne i Vestantarktis til at svinde ret hurtigt, " sagde Albrecht. "Den trak sig tilbage ind i landet med mere end 1, 000 kilometer i en periode på 1, 000 år i denne region - på geologiske tidsskalaer, dette er virkelig høj hastighed. Men nu opdagede vi, at denne proces på et tidspunkt blev delvist vendt. I stedet for totalt sammenbrud, Indlandsisen voksede igen med op til 400 kilometer. Dette er en fantastisk selvfremkaldt stabilisering. Imidlertid, det tog hele 10, 000 år, indtil nu. I betragtning af hastigheden af ​​de nuværende klimaændringer fra afbrænding af fossile brændstoffer, Den mekanisme, vi opdagede, virker desværre ikke hurtigt nok til at redde nutidens iskapper fra at smelte og få havene til at stige."

Mærkeligt nok, ismodelleringen fandt ikke jordforbindelses-tilbagetog og rebound-drevet fremrykning i Amundsen-havet, hvor nutidens jordforbindelses-tilbagetrækning giver anledning til bekymring om fremtidigt løbsk kollaps.

"Fortidens model viser ikke tilbagetrækning af Amundsenhavs gletsjere meget ud over den nuværende grundlinje, " sagde Scherer. "Så det, der sker i dag i den sektor, er besværligt og kan være et wildcard i alt dette."