Antarktis indlandsis kan lide et-to-klimastød

Forskere har længe spekuleret i, at vores planets klimasystem er tæt forbundet med jordens himmelbevægelser.

Tempoet i de seneste istider, for eksempel, kan tilskrives ændringer i formen af ​​vores planets kredsløb omkring solen såvel som cykliske ændringer i Jordens hældning om dens akse og dens "toplignende" slingre på den akse, som alle sammen påvirker fordelingen og intensiteten af ​​solstråling.

Nu, det viser sig, at variationer i planetens aksiale hældning - hvad forskerne kalder "skråhed" - af planeten har betydelige konsekvenser for stigningen og faldet af den antarktiske iskappe, det miledybe istæppe, der låser enorme mængder vand inde, hvis smeltet, ville dramatisk hæve havniveauet og ændre verdens kystlinjer.

Skriver denne uge i journalen Natur Geovidenskab , et team ledet af Richard Levy fra New Zealands GNS Science og Victoria University of Wellington, og Stephen Meyers fra University of Wisconsin-Madison beskriver forskning, der matcher den geologiske registrering af Antarktis is med Jordens periodiske astronomiske bevægelser. Ved at sammenligne de to optegnelser, forskerne fra New Zealand og Wisconsin rekapitulerer historien om det antarktiske indlandsis gennem det meste af de sidste 34 millioner år, starter, da indlandsisen først blev dannet.

Til grund for det nye perspektiv af den antarktiske iskappe er en raffineret vurdering af følsomheden af ​​Jordens klimasystem over for ændringer i skævhed, et kraftfuldt værktøj til at undersøge Antarktis iskolde historie.

Forskningen er vigtig, fordi den pirrer mønsteret af vækst og henfald af indlandsisen over geologisk tid, herunder tilstedeværelsen af ​​havis, et tyndt og skrøbeligt lag af frosset hav, der omgiver Antarktis. Et kritisk fund tyder på, at i en verden opvarmet af en voksende mængde atmosfærisk kuldioxid, et tab af havis vil sandsynligvis forstærke de cykliske virkninger af Jordens skævhed på indlandsisen, når havvandene bliver varmere. Et tab af havis på grund af det opvarmende klima kan udløse ustabilitet i det antarktiske indlandsis med alvorlige konsekvenser for det globale havniveau.

"Det, denne undersøgelse gør, er at karakterisere væksten og forfaldet af det antarktiske indlandsis og kaster lys over, hvad der tvinger det til at ændre sig, " forklarer Meyers, en UW-Madison professor i geovidenskab og en ekspert i, hvordan klimaet reagerer på ændringer i solstråling fra Jordens astronomiske bevægelser. "Det, der er blevet tydeligt gennem dette arbejde og andre undersøgelser er, at det antarktiske indlandsis ikke bare sidder der. Det er sårbart over for forfald."

Først målt i slutningen af ​​1950'erne af UW-Madison glaciolog Charles Bentley, Alene det vestantarktiske indlandsis indeholder nok is til at hæve havniveauet med omkring 5 meter. Den kontinentale iskappe er, langtfra, den største enkeltmasse af is på Jorden. Kilometer dybt nogle steder og indeholder mere end 26 millioner kubikkilometer is. Indlandsisen er så tung, Bentley og hans kolleger opdagede, at meget af den vestantarktiske iskappe ligger på land tusindvis af meter under havets overflade, gør det nogle steder til et havindlandsis.

Marine iskapper, bemærk Levy og Meyers, er særligt følsomme over for varme leveret af havstrømme. Hurtigt flydende indlandsisstrømme i Vestantarktis understøttes af flydende ishylder, som – hvis de formindskes eller tabes – øger muligheden for en løbsk strøm af Vestantarktis havis.

Den nye forskning tyder på, at en reduktion af havis på grund af klimaændringer ville erodere barrieren, der holder indlandsisen - inklusive dele af den under havoverfladen - på plads.

"Havis skaber en barriere mellem havet og isen. Hvis vi ikke når målene for kuldioxidemissioner og Jordens gennemsnitlige temperatur varmer mere end 2 grader Celsius, havisen vil aftage, og vi hopper ind i en verden, der ligner den, vi sidst oplevede i begyndelsen til midten af ​​miocæn, " siger Levy, refererer til en geologisk epoke, der sluttede for omkring 14 millioner år siden, da Jorden og dens polarområder var meget mere tempererede, med en atmosfære overladet med kuldioxid og globale temperaturer, gennemsnitlig, varmere med 3 til 4 grader Celsius (7 til 9 grader Fahrenheit).

For at genskabe indlandsisens historie, Meyers og Levy henvendte sig til de geologiske optegnelser omkring Antarktis og kædede dem sammen med fjernere dybhavs-marine sedimentkerner indeholdende de fossile skaller af mikroskopiske organismer, der bor i havet, kendt som foraminiferer, eller fora. Foramskallers kemi, især iltisotoper, indeholder en underskrift, der dokumenterer ebbe og strøm af antarktisk is, Meyers forklarer. Forammer, der lever i det dybe hav, akkumulerer isotoper i deres skaller, og forskellige isotoper af ilt kan give en detaljeret kemisk registrering af de skiftende volumener af den antarktiske iskappe.

Disse geologiske optegnelser, siger Levy og Meyers, tyder på betydelig variation i størrelsen af ​​det antarktiske islag drevet af de forudsigelige ændringer i Jordens astronomiske parametre og tærskelændringer i atmosfæriske kuldioxidniveauer. Forud for denne nye forskning, hvorfor indlandsisen reagerede forskelligt på de samme astronomiske cyklusser på forskellige tidspunkter var et puslespil. At forbinde disse cyklusser med en detaljeret kemisk optegnelse tyder på, at forhøjet kuldioxid i atmosfæren og det deraf følgende tab af havis omkring Antarktis spillede en stor rolle i at forstærke virkningerne af ændringer i Jordens astronomiske bevægelser på holdbarheden og stabiliteten af ​​den antarktiske is. Ark.

"Alle disse data tyder på, at vi er nødt til at få revner og reducere vores drivhusgasemissioner, " siger Levy, bemærker, at 2017 og 2018 oplevede reduceret Antarktis havis efter flere årtiers vækst. "Vi ønsker ikke at miste den havis."