En istid, der varer 115, 000 år på to minutter

Et internationalt forskerhold brugte en computermodel til at rekonstruere istidens historie i Alperne, visualisere det i en to-minutters computeranimation. Simuleringen har til formål at muliggøre en bedre forståelse af glaciationsmekanismerne.

Omkring 115, 000 år siden, den sidste istid i jordens historie begyndte. Det var en begivenhedsrig tid, da gletsjere rykkede frem fra Alperne til det schweiziske plateau, trak sig tilbage, og så avancerede igen. I processen, de kraftige isstrømme huggede dale ud, såsom Rhône-dalen, bringer stenaffald – i størrelse fra fint sediment til kampesten på flere tons – hen over landskabet med dem. Dette affald, aflejret som moræner, dannede de frodige, grønne foden af ​​Alperne. De tunge kampesten, kendt som uregelmæssigheder, kan findes spredt ud over det schweiziske plateau, i alpine dale og i Jurabjergene.

Tre hundrede års istidshistorisk forskning

På trods af at opdagelsesrejsende og videnskabsmænd har forsket i Alpernes gletsjerhistorie i næsten 300 år, ingen har tidligere haft held til entydigt at identificere, hvilke klimaudviklinger der førte til istid i stor skala. Der var stadig spørgsmål om, hvilke forhold der påvirkede, hvordan gletsjerne udvidede sig, hvor tyk isen var, hvor ofte indlandsisen udvidede sig og trak sig tilbage, og hvad der fik isen til at ekspandere med forskellige hastigheder i forskellige alperegioner.

For at få en bedre forståelse af alt dette, Julien Seguinot fra ETH Zürichs Laboratory of Hydraulics, Hydrologi og Glaciologi, sammen med flere kolleger, simuleret gletsjerudvikling i Alperne i løbet af de sidste 120, 000 år på CSCS -supercomputeren "Piz Daint". Deres undersøgelse blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Kryosfæren .

For at simulere isopbygning og gletsjerspredning, de brugte en speciel model (Parallel Ice Sheet Model, eller PISM), som de fodrede med data om den oprindelige topografi af bjergkæder og gletsjere, de fysiske egenskaber af sten og gletsjere baseret dels på observationer fra Antarktis og Grønland, varmestrøm fra jordens indre, og de klimatiske forhold. De baserede sidstnævnte på nuværende vejrdata kombineret med palæo-klima rekorder udledt fra sediment og iskerner fra de sidste 120, 000 år.

Mere gletsjerbevægelse end tidligere antaget

Forskerne udførte simuleringer med tre forskellige sæt palæo-klimadata, samt to forskellige nedbørsscenarier. Kun et af klimadatasættene leverede resultater, der matcher de geologiske beviser, som gletsjerne har efterladt i sten og sediment. Resultaterne af denne simulering indikerer, at alpine gletschere rykkede frem og trak sig tilbage oftere end tidligere antaget. I lang tid, glaciologer antog mindst fire istiden. Siden 1980'erne, imidlertid, dette lave tal er ofte blevet sat i tvivl. Den nye simulering ser ud til at understøtte teorien om hyppigere istider, viser, at nogle alpine gletschere kan have rykket sig frem og trukket sig tilbage mere end 10 gange i løbet af de sidste 120, 000 år.

Ifølge modellen, gletsjerne udvidede sig længst omkring 25, 000 år siden og nåede frem til foden af ​​Alperne, når Bern, Zürich og Bodensø-regionen inklusive Schaffhausen i Schweiz, og breder sig mod øst næsten til München i Tyskland. I løbet af et par tusinde år mere, istiden blev så gradvist til den nuværende mellemistid – det kan også ses i forskernes video. Disse glaciale og mellemistider veksler i en istid. Jorden er i øjeblikket midt i en istid, hvilket er defineret som når mindst en af ​​jordens poler er dækket af is.

Undervurderet istykkelse

Ved at bruge en detaljeret analyse af en anden simulering, der kortlægger istiden for de sidste 120, 000 år ned til kilometer, forskerne konkluderer, at under istiden, isen kan have været meget tykkere end tidligere antaget:i den øvre Rhône-dal, for eksempel, den kan have været op til 800 meter tykkere.

Forskerne indrømmer, at resultaterne er begrænsede på grund af usikkerheder forårsaget af den forenklede beskrivelse af processerne mellem gletsjer og jord, samt klimaforholdene. For Seguinot, imidlertid, den største vanskelighed med undersøgelsen var at fortolke de tilgængelige data om gletsjerspor såsom moræner, uregelmæssigheder og isstrømmens retning samlet over de sidste 300 år. "Ved at bruge gletsjermodeller som PISM på supercomputere som Piz Daint, vi er i stand til at rekonstruere istidens historie med et hidtil uset detaljeringsniveau, " siger Seguinot. Validerer sådanne resultater, imidlertid, kræver mere og systematisk indsamlede data i digitale kort på tværs af både nationale og sproglige grænser.