Afdækning af fremtiden for Grønlands indlandsis

Joerg Schäfer og Gisela Winckler, geokemikere og palæoklimatologer ved Lamont-Doherty Earth Observatory, blev tildelt midler fra Center for Klima og Liv til at undersøge sårbarheden af ​​Grønlands massive indlandsis.

Forskningen bygger på deres tidligere arbejde, i særdeleshed, en 2016 Natur undersøgelse ledet af Schäfer, der indikerer, at Grønlands indlandsis næsten smeltede fuldstændigt mindst én gang i de sidste to millioner år. Fundet tyder på, at iskappen er meget mere ustabil, end forskere tidligere troede.

Deres nye projekt bruger analytiske værktøjer, de har udviklet til direkte at evaluere den tidligere variabilitet af indlandsisen på Grønland. Resultaterne af denne forskning vil bidrage til forbedrede forudsigelser om global havniveaustigning, og hvordan det vil påvirke samfundet.

Q. Hvad er det generelle fokus for din forskning?

Joerg. Jeg er leder af Cosmogenic Dating Group i Lamont. Mit forskningsprogram ser på sammenhængen mellem klimaændringer og kryosfæriske ændringer, fra iskapper og bjerggletsjere til virkningerne af havniveauændringer. Det gør vi globalt, ser på klimavariationer og hvordan gletsjere reagerede, fra Arktis gennem Alperne, de tropiske Andesbjerge, Himalaya, Sydamerika, og Antarktis. Vi forsøger at forstå, hvordan is reagerede på temperaturændringer i fortiden, så vi kan kalibrere dens følsomhed og så bedre forudsige, hvad der kommer i fremtiden.

Gisela. Jeg leder Noble Gas Lab i Lamont. Vi laver kosmogene isotoper og andre målinger for at rekonstruere tidligere ændringer i klimasystemet. Ud over at se på spørgsmål om dating og is, Jeg arbejder meget med at rekonstruere tidligere tiders palæoklima og miljøforhold ved hjælp af arkiver, der kan fortælle os om fortiden, eksponerede stenoverflader, marine sedimenter, og iskerner.

Q. Hvad er det problem, du forsøger at løse med din klima- og livsfinansiering?

G. Det dette nylige naturpapir viser er, at Grønlands indlandsis, hvor det videnskabelige samfunds tanke er et stabilt system - i sammenligning med den vestantarktiske iskappe, for eksempel — er faktisk ikke så stabil. Der er indikationer fra palæoklimarekorden på længere tidsskalaer af klimaændringer fra de sidste million år eller så, at der er en reel trussel om betydelig afsmeltning af Grønland.

J. Den grønlandske indlandsis har potentiale til at smelte hurtigere end nogen anden indlandsis. Men i øjeblikket spiller indlandsisen på Grønland ikke nogen nævneværdig rolle i nogen havniveaufremskrivninger, og det skal rettes op. Det er den dårlige nyhed. Den gode nyhed er, at med det nye værktøjssæt, vi har udviklet, vi kan besvare spørgsmål som:Hvilke er de svageste elementer i Grønlands indlandsis? Hvilke områder af det smelter først? Hvor skal du overvåge først? Og du kan også sige, hvad forandringshastigheden kan være. Så dette arbejde er virkelig presserende og også virkelig lovende.

Q. Fortæl mig mere om det nye værktøjssæt, du vil anvende på dette problem.

J. Gisela og jeg driver to af de vigtigste geokemiske laboratorier på Lamont. Sammen er vi det eneste anlæg på verdensplan, der kan foretage højfølsomhedsmålinger af syv relevante kosmogene nuklider. Disse er isotoper produceret af samspillet mellem kosmiske stråler fra himlen med kernen af ​​visse atomer. Vi bruger analytiske teknikker til at måle dem som en funktion af tiden – det er i virkeligheden kun et mål for tid, som en overflade udsættes for åben himmel.

Kosmogene nuklider i grundfjeldet under iskapper kan fortælle os om perioder med isfrie forhold, fordi kun kosmiske stråler, der direkte rammer grundfjeldet, producerer disse nuklider. Vores nye værktøj kombinerer flere af disse nuklider med forskellige halveringstider, eller ideelt set en stabil ædelgas med et radioaktivt nuklid, at rekonstruere historien om isfrie forhold under indlandsisen.

Fra disse datasæt, vi kan lære, for eksempel, da tidligere et område af grundfjeldet ikke længere var dækket af is og udsat for luften. Så vi kan nu vide, hvornår der tidligere var perioder med indlandsis kollaps og perioder med indlandsis eksistens, hvilket er et af de centrale spørgsmål, forskerne ønsker at besvare.

Vi har denne sjældne kerneprøve af grundfjeld indsamlet fra under toppen af ​​den grønlandske indlandsis, som vi brugte i vores 2016-undersøgelse. Nu, med denne nye Climate and Life-finansiering, vi måler to forskellige kosmogene nuklider i den samme kerne. Vi vil også lave højfølsomhedsmålinger af alle de interessante nuklider på to nye kerneprøver indsamlet fra det sydvestlige Grønland og den nordøstgrønlandske isstrøm.

Dette arbejde kan hjælpe os med at spore den form for tilbagetog den grønlandske indlandsis havde. Vi vil være i stand til at pege på indlandsisens svagheder, så du kan endda tale om et tidligt varslingssystem. Hvis du ved, hvor en svaghed er, du kan overvåge det og se, hvornår området begynder at kollapse. Du kan også besvare spørgsmål som f. for eksempel, i Grønland, hvor kommer den første fods havniveaubidrag fra indlandsisen fra?

Sp. Hvordan kan dette projekt fremme forståelsen af ​​de udfordringer, som klimaændringerne udgør?

G. Dette projekt ser på, hvad vi mener er en af ​​de vigtigste udfordringer ved klimaændringer, og det er truslen fra havniveaustigningen. Der er en slags konsensus om, at dette er en af ​​de vigtigste konsekvenser, og ikke kun fordi det udgør så mange risici for infrastruktur og byer, der har bygninger langs kysten. Faktisk, det er en udfordring for alle på denne planet på grund af disse ringvirkninger af havniveaustigning som tvungen migration og ødelæggelse af økosystemer, vaner, og også hele regioner, hvor mennesker bor. Og på kortere tid end vi håber, alle vil mærke virkningerne af havniveaustigningen.

J. Det, vi vil få ud af dette videnskabeligt, er, næsten sikkert, vi vil øge havniveauforudsigelserne for Grønland og derfor for kloden, og dermed reducere noget af usikkerheden forbundet med de nuværende forudsigelser. Det, vi kan levere gennem dette projekt, er en bedre ramme for, hvad havniveauproblemet egentlig er, og hvad problemet vil være i de næste 50 til 100 år.

Så vi vil gøre dette arbejde for Grønland, så skal vi til sidst gøre det for alle verdens iskapper. Den gode nyhed er, at vi kan fremlægge disse virkelig robuste forståelser af disse iskapper, hvor følsomme de var, og hvor dynamiske de var, og er, i øjeblikket. Vi kan virkelig gøre et kvantespring i vores forståelse af dem. Det er målet for de næste 10 år.

Forskere borede næsten to miles ned gennem toppen af ​​den grønlandske indlandsis (hvid prik, venstre), at nå til grundfjeldet. Isotoper fundet i klippen indikerer, at dette sted og det meste af Grønland var næsten isfrit (til højre) under den nyere geologiske fortid. (Illustration fra Schaefer et al., 2016)

Q. Hvad synes du er mest spændende ved dette arbejde?

J. Som videnskabsmand, det haster og det nye er mest spændende. Vi har et helt nyt arkiv at kigge i, som grundlæggende garanterer, at vi finder rigtig vigtig information, hvad end disse oplysninger måtte være. Og vi har udviklet disse værktøjer – nøglerne til at åbne pengeskabet. Det føles som om en arkæolog finder en grav og er den første til at kigge ind i den.

Jeg har lavet grundforskning hele mit liv, og det er første gang, det er så direkte forbundet med konsekvenserne, til samfundet. Det er vigtigt, at institutioner og rammer som Center for Klima og Liv eksisterer lige nu. Klimaændringer er så åbenlyst et fuldstændig tværfagligt problem, og jo mere erfaring du får som videnskabsmand, jo mere interesseret bliver du i rent faktisk at forbinde dig med løsningssiden, og det hjælper Centeret os med at gøre.

G. Jeg er enig. Det er langt det mest relevante, jeg nogensinde har gjort. Jeg tror, ​​det betyder virkelig noget. Og det åbner op for denne forbindelse til alle disse problemer, som er kernen i Center for Klima og Liv. Jo mere jeg forstår disse problemer, jo mere jeg er interesseret i at arbejde med sådanne emner og få budskabet ud. Og bidrager den lille smule, jeg kan som geokemiker, til at finde ud af klimaforandringerne og måske endda til at komme med løsninger.

Q. Når det kommer til at finde løsninger på klimaændringer, hvad giver dig håb?

G. Mit håb er i den unge generation. Folk, der går på gymnasiet eller college i dag, har magten til at finde ud af dette. Når jeg underviser eller arbejder med organisationer som Climate Museum, for eksempel, Jeg taler med unge mennesker, og de giver mig glimt af håb. Og jeg tror, ​​at disse meget dygtige studerende vil være dem, der skal finde ud af dette problem, og når de gør det, som vil udløse så meget mere initiativ og føre til løsninger.

J. Et andet perspektiv på det:Jeg vil sige, at isændringerne er de mest dramatiske og akademisk værdifulde, og en slags plakatbarn til undervisning i klimaforandringer. Og mens disse ændringer sker, uddanner vi den næste generation af studerende og unge forskere. Disse mennesker vil se forandringer i en grad, der bare er overvældende, og som vil bidrage til motivationen for denne næste generation til at gøre noget ved det.

Q. Har du en yndlingsbog om klimaændringer?

G. Jeg kan virkelig godt lide en bog af David Archer, der hedder The Long Thaw. Han er en fremragende underviser, og han skriver rigtig godt om videnskaben om klimaændringer.