Forskere opdager beviser for tidligere høje havstigninger

Et internationalt team af forskere, studere beviser bevaret i speleothems i en kystnær hule, illustrere, at for mere end tre millioner år siden – en tid hvor Jorden var to til tre grader celsius varmere end den førindustrielle æra – var havniveauet hele 16 meter højere end i dag. Deres resultater repræsenterer betydelige implikationer for at forstå og forudsige tempoet i den nuværende havniveaustigning midt i et opvarmende klima.

Forskerne, herunder professor Yemane Asmerom og seniorforsker Victor Polyak fra University of New Mexico, University of South Florida, Universitat de les Illes Balears og Columbia University, offentliggjort deres resultater i dagens udgave af tidsskriftet Natur . Analysen af ​​aflejringer fra Artà-hulen på øen Mallorca i det vestlige Middelhav producerede havniveauer, der tjener som mål for fremtidige undersøgelser af indlandsisens stabilitet, Indlandsismodelkalibreringer og fremskrivninger af fremtidig havniveaustigning, sagde forskerne.

Havniveauet stiger som følge af smeltende iskapper, som dem, der dækker Grønland og Antarktis. Imidlertid, hvor meget og hvor hurtigt havniveauet vil stige under opvarmning, er et spørgsmål, forskere har arbejdet på at besvare. Rekonstruering af indlandsis og havniveauændringer i tidligere perioder, hvor klimaet naturligt var varmere end i dag, leverer et laboratorieeksperiment i jordskala til at studere dette spørgsmål ifølge USF Ph.D. studerende Oana Dumitru, hovedforfatteren, som lavede meget af sit datingarbejde på UNM under vejledning af Asmerom og Polyak.

"Begrænsende modeller for havniveaustigning på grund af øget opvarmning afhænger kritisk af faktiske målinger af tidligere havniveau, " sagde Polyak. "Denne undersøgelse giver meget robuste målinger af havniveauhøjder under Pliocæn."

"Vi kan bruge viden opnået fra tidligere varme perioder til at tune indlandsismodeller, der derefter bruges til at forudsige fremtidens indlandsisens reaktion på den nuværende globale opvarmning, " sagde professor Bogdan Onac ved USF Institut for Geovidenskab.

Projektet fokuserede på huleaflejringer kendt som phreatic overgrowths på speleothems. Aflejringerne dannes i kysthuler i grænsefladen mellem brakvand og huleluft, hver gang de gamle huler blev oversvømmet af stigende havniveauer. I Artà Cave, som ligger inden for 100 meter fra kysten, vandspejlet er - og var tidligere - sammenfaldende med havniveauet, siger professor Joan J. Fornós fra Universitat de les Illes Balears.

Forskerne opdagede, analyseret, og fortolkede seks af de geologiske formationer fundet i højder på 22,5 til 32 meter over det nuværende havniveau. Omhyggelig prøveudtagning og laboratorieanalyser af 70 prøver resulterede i alderen fra 4,4 til 3,3 millioner år gammelt BP (før til stede), hvilket indikerer, at huleaflejringerne blev dannet under Pliocæn-epoken. Alderne blev bestemt ved hjælp af uran-bly radiometrisk datering i UNM's Radiogenic Isotope Laboratory.

"Dette var en unik konvergens mellem et ideelt egnet naturligt miljø udarbejdet af teamet af huleforskere og den tekniske udvikling, vi har opnået gennem årene i vores laboratorium på University of New Mexico, " sagde Asmerom. "Fornuftsinvesteringer i instrumentering og teknikker resulterer i den slags udbytte med stor effekt."

"Ændringer i havniveauet ved Artà Cave kan være forårsaget af smeltning og vækst af iskapper eller af hævning eller nedsynkning af selve øen, " sagde Columbia University Assistant Professor Jacky Austermann, medlem af forskergruppen. Hun brugte numeriske og statistiske modeller til omhyggeligt at analysere, hvor meget stigning eller nedsynkning, der kunne være sket siden Pliocæn og trak dette fra højden af ​​de formationer, de undersøgte.

Et nøgleinterval af særlig interesse under Pliocæn er den midterste Piacenzian-varmeperiode - for omkring 3.264 til 3.025 millioner år siden - hvor temperaturerne var 2 til 3º Celsius højere end førindustrielle niveauer. "Intervallet markerer også sidste gang Jordens atmosfæriske CO2 var så høj som i dag, at give vigtige spor om, hvad fremtiden bringer i lyset af den nuværende menneskeskabte opvarmning, " siger Onac.

Denne undersøgelse viste, at i denne periode, det globale middelhavniveau var så højt som 16,2 meter (med et usikkerhedsområde på 5,6 til 19,2 meter) over det nuværende. Det betyder, at selvom atmosfærisk CO2 stabiliserer sig omkring de nuværende niveauer, det globale middelhavniveau vil sandsynligvis stadig stige mindst så højt, hvis ikke højere, konkluderede forskerne. Faktisk, det vil sandsynligvis stige højere på grund af stigningen i havenes volumen på grund af stigende temperatur.

"I betragtning af de nuværende smeltemønstre, dette omfang af havniveaustigning vil højst sandsynligt være forårsaget af et sammenbrud af både Grønland og de vestantarktiske iskapper, " sagde Dumitru.

Forfatterne målte også havniveauet til 23,5 meter højere end det var for omkring fire millioner år siden under Pliocæn Climatic Optimum, da de globale middeltemperaturer var op til 4°C højere end førindustrielle niveauer. "Dette er et muligt scenarie, hvis der ikke foretages aktiv og aggressiv reduktion af drivhusgasser til atmosfæren", sagde Asmerom.