Manglende isproblem blev endelig løst

I istiden, havniveauet falder, fordi store mængder vand er lagret i de massive indre gletschere. Til dato, imidlertid, computermodeller har ikke været i stand til at forene havets højde med gletschernes tykkelse. Ved hjælp af innovative nye beregninger, et team af klimaforskere ledet af Alfred Wegener Institute har nu formået at forklare denne uoverensstemmelse. Studiet, som for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation , betydeligt kunne fremme forskning i vores planets klimahistorie.

Under overgange fra glacials til interglacials, gletsjerne på Grønland og i Nordamerika og Europa vokser og aftager over titusinder af år. Jo mere vand der er lagret i de mægtige gletschere, jo mindre der er i havene - og jo lavere er havniveauet. Klimaforskere undersøger nu, i hvilket omfang gletsjerne kunne smelte i de kommende århundreder på grund af menneskeskabte klimaforandringer, og hvor meget havniveauet ville stige som følge heraf. For at gøre det, de ser tilbage i fortiden. Hvis de kan forstå isens vækst og smeltning under tidligere glacialer og interglacials, de vil kunne drage værdifulde konklusioner om fremtiden.

'Manglende isproblem'

Imidlertid, rekonstruktion af den fjerne fortid er ingen middelværdi, fordi gletsjernes tykkelse og havniveau ikke kan måles direkte. Derfor, klimaforskere skal omhyggeligt indsamle beviser, som de derefter kan bruge til at danne et billede af fortiden. Problemet:forskellige billeder dukker op, afhængigt af de indsamlede bevistyper. Vi kan ikke med absolut sikkerhed sige, hvordan situationen egentlig var for ti tusinde år siden. Dette 'manglende isproblem' forblev uløst i mange år. Den beskriver uoverensstemmelsen mellem to forskellige videnskabelige tilgange, der søgte at forene højden på havoverfladen og gletsjertykkelsen på toppen af ​​den sidste istid, ca. 20, 000 år siden. Et team af klimaeksperter ledet af Evan Gowan fra Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar- og Havforskning (AWI) i Bremerhaven har nu løst problemet ved hjælp af en ny metode. "Det ser ud til, at vi har fundet en ny måde at rekonstruere fortiden så langt tilbage som 80, 000 år, "siger Dr. Gowan, der har undersøgt problemet i cirka et årti. Disse resultater er nu blevet offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .

Sedimentanalyse versus global klimamodellering

Det 'manglende isproblem' er baseret, på den ene side, på en analyse af sedimenter fra kerneprøver indsamlet fra havbunden i troperne. Disse indeholder spor af koraller, der stadig kan fortælle os i dag, i hvilket omfang havniveauet steg eller faldt i løbet af årtusinderne. Hvorfor? Fordi koraller kun lever i godt oplyst vand nær havets overflade. Sedimentkernerne indikerer, at 20, For 000 år siden, havniveauet i troperne indebar, at havniveauet var cirka 130 meter lavere, end det er i dag. På den anden side, tidligere modeller har antydet, at ismasserne ikke var store nok 20, 000 år siden for at forklare sådan et lavt havniveau. For at være mere præcis, for at havniveauet er så lavt, på global skala skulle en yderligere mængde vand med dobbelt så stor masse som det grønlandske islag have været frosset; derfor det 'manglende isproblem'.

Forståelse af glacial adfærd

Med sin nye metode, Gowan har nu forenet havniveau og gletsjermasse:ifølge hans beregninger, havniveauet dengang var ca. 116 meter lavere end det er i dag. Baseret på hans tilgang, der er ingen uoverensstemmelse med hensyn til gletsjermasse. I modsætning til den tidligere globale model, Gowan undersøgte nøje de geologiske forhold i de glacierede områder:hvor stejl var isoverfladen? Hvor flyder gletsjere? Hvor meget modstod klipperne og sedimentet ved isbunden isstrømning? Hans model overvejer alle disse aspekter. Det tager også højde for, i hvilket omfang iskappen presses ned på jordskorpen i de respektive områder. "Det afhænger af, hvor tyktflydende den underliggende kappe var, "Gowan forklarer." Vi baserer vores beregninger på forskellige kappeviskositeter, og derfor nå frem til forskellige ismasser. "De resulterende ismasser kan nu forenes med havets overflade uden nogen uoverensstemmelse.

Den etablerede model er mangelfuld

Den seneste artikel af Gowan og hans team reviderer kritisk den længe etablerede videnskabelige metode, der bruges til at estimere gletsjermasser:oxygen-isotopmetoden. Isotoper er atomer af det samme element, der har forskellige antal neutroner og derfor forskellige masser. Ilt, for eksempel, har en lighter ¹⁶ O isotop, og en tungere ¹⁸ O isotop. Ifølge konventionel teori, lighter ¹⁶ O fordamper fra havene, mens den tungere ¹⁸ O forbliver i vandet. Derfor, under istiden, når store indre gletsjere dannes og mængden af ​​vand i havene falder, det ¹⁸ O -koncentrationen i havene bør stige. Imidlertid, som det er vist, denne etablerede model giver uoverensstemmelser, når det kommer til at forene havets højde og gletsjermasser for perioden 20, 000 år siden og tidligere. "I mange år, isotopmodellen er ofte blevet brugt til at bestemme gletsjernes ismængde for op til flere millioner år siden. Vores undersøgelse sætter spørgsmålstegn ved pålideligheden af ​​denne metode, "siger Gowan. Hans mål er nu at bruge sin nye metode til at forbedre den traditionelle oxygen -isotopmetode.