Havisen udløste den lille istid, finder en ny undersøgelse

En ny undersøgelse finder en trigger for den lille istid, der afkølede Europa fra 1300-tallet til midten af ​​1800-tallet, og støtter overraskende modelresultater, der tyder på, at pludselige klimaforandringer spontant kan forekomme under de rigtige forhold, uden ydre forcering.

Studiet, udgivet i Videnskabens fremskridt , rapporterer en omfattende rekonstruktion af havis transporteret fra det arktiske hav gennem Fram-strædet, af Grønland, og ind i Nordatlanten gennem de sidste 1400 år. Rekonstruktionen antyder, at den lille istid - som ikke var en ægte istid, men en regional afkøling centreret om Europa - blev udløst af en usædvanlig stor udstrømning af havis fra det arktiske hav til Nordatlanten i 1300-tallet.

Mens tidligere eksperimenter med numeriske klimamodeller viste, at øget havis var nødvendigt for at forklare langvarige klimaanomalier som den lille istid, fysiske beviser manglede. Denne undersøgelse graver i den geologiske rekord for bekræftelse af modelresultater.

Forskere samlede rekorder fra marine sedimentkerner boret fra havbunden fra Ishavet til Nordatlanten for at få et detaljeret kig på havis i hele regionen i løbet af de sidste 1400 år.

"Vi besluttede at sammensætte forskellige dele af beviser for at forsøge at rekonstruere rumligt og tidsmæssigt, hvad havisen var i løbet af de sidste halvandet tusind år, og så bare se hvad vi fandt, "sagde Martin Miles, en INSTAAR -forsker, der også har en aftale med NORCE Norwegian Research Center og Bjerknes Center for Climate Research i Norge.

Kernerne omfattede forbindelser produceret af alger, der lever i havisen, skallerne af encellede organismer, der lever i forskellige vandtemperaturer, og affald, som havisen opsamler og transporterer over lange afstande. Kernerne var detaljerede nok til at detektere pludselige (årtiskala) ændringer i havis og havforhold over tid.

Optegnelserne indikerer en brat stigning i arktisk havis eksporteret til Nordatlanten fra omkring 1300, toppede i midten af ​​århundredet, og sluttede brat i slutningen af ​​1300-tallet.

"Jeg har altid været fascineret af ikke bare at se på havisen som en passiv indikator for klimaændringer, men hvordan det interagerer med eller faktisk kan føre til ændringer i klimasystemet på lange tidsskalaer, " sagde Miles. "Og det perfekte eksempel på det kunne være den lille istid."

"Denne specifikke undersøgelse er inspireret af en INSTAAR-kollega, Giff Miller, samt nogle af mine INSTAAR-kolleger Anne Jennings' palæoklima-rekonstruktioner, John Andrews, og Astrid Ogilvie, " tilføjede Miles. Miller forfattede det første papir, der antydede, at havis spillede en væsentlig rolle i opretholdelsen af ​​den lille istid.

Forskere har diskuteret årsagerne til den lille istid i årtier, med mange, der tyder på, at eksplosive vulkanudbrud må være afgørende for at starte afkølingsperioden og lade den vedvare i århundreder. En hånd, den nye rekonstruktion giver robuste beviser på en massiv havis-anomali, der kunne være blevet udløst af øget eksplosiv vulkanisme. På den anden side, de samme beviser understøtter en spændende alternativ forklaring.

Klimamodeller kaldet "kontrolmodeller" køres for at forstå, hvordan klimasystemet fungerer gennem tiden uden at blive påvirket af udefrakommende kræfter som vulkansk aktivitet eller drivhusgasemissioner. Et sæt af nyere kontrolmodeleksperimenter inkluderede resultater, der skildrede pludselige kolde hændelser, der varede flere årtier. Modelresultaterne virkede for ekstreme til at være realistiske-såkaldte Ugly Duckling-simuleringer-og forskere var bekymrede over, at de viste problemer med modellerne.

Miles' undersøgelse viste, at der overhovedet ikke er noget galt med disse modeller.

"Vi finder faktisk nummer et, vi har fysisk, geologiske beviser på, at disse adskillige årtier lange kolde havisens udflugter i samme region kan, faktisk gør, forekomme, " sagde han. I tilfældet med den lille istid, "Det, vi rekonstruerede i rum og tid, lignede påfaldende udviklingen i en Ugly Duckling-modelsimulering, hvor en spontan kold begivenhed varede omkring et århundrede. Det involverede usædvanlige vinde, havis eksport, og meget mere is øst for Grønland, ligesom vi fandt her. "De provokerende resultater viser, at ekstern tvang fra vulkaner eller andre årsager måske ikke er nødvendig for at store klimaudsving kan forekomme. Miles fortsatte, "Disse resultater tyder stærkt på ... at disse ting kan opstå ud af det blå på grund af intern variation i klimasystemet."

De marine kerne viser også en vedvarende, fjerntliggende puls af havisen nær de nordiske kolonier på Grønland sammenfaldende med deres forsvinden i det 15. århundrede. En debat har raset om, hvorfor kolonierne forsvandt, normalt kun enige om, at et kølende klima pressede hårdt på deres modstandsdygtighed. Miles og hans kolleger vil gerne tage højde for de oceaniske ændringer i nærheden:meget store mængder havis og kolde polare farvande, år efter år i næsten et århundrede.

"Dette massive bælte af is, der strømmer ud af Arktis - i fortiden og endda i dag - går hele vejen rundt om Kap Farvel til omkring hvor disse kolonier var, " sagde Miles. Han vil gerne se nærmere på oceaniske forhold sammen med forskere, der studerer samfundsvidenskaberne i forhold til klima.