Modellering af gamle antarktiske iskapper hjælper os med at se fremtiden for global opvarmning

I sidste måned steg den gennemsnitlige koncentration af atmosfærisk kuldioxid (CO2) til næsten 418 dele pr. et niveau, der ikke er set på Jorden i millioner af år. For at få en fornemmelse af, hvad vores fremtid kan byde på, videnskabsmænd har kigget på den dybe fortid. Nu, ny forskning fra University of Massachusetts Amherst, som kombinerer klima, indlandsis- og vegetationsmodelsimuleringer med en række forskellige klimatiske og geologiske scenarier, åbner det klareste vindue endnu til den dybe historie om den antarktiske iskappe, og hvad vores planetariske fremtid kan byde på.

Den antarktiske iskappe har tiltrukket sig særlig interesse fra det videnskabelige samfund, fordi den er "en lynchpin i jordens klimasystem, påvirker alt fra havcirkulation til klima, " siger Anna Ruth Halberstadt, en ph.d.-kandidat i geovidenskab og papirets hovedforfatter, som udkom for nylig i bladet Earth and Planetary Science Letters . Derudover Indlandsisen indeholder frosset vand nok til at hæve det nuværende havniveau med 57 meter.

Endnu, det har været vanskeligt nøjagtigt at rekonstruere det mid-miocæne antarktiske klima. Forskere kan køre modeller, men uden geologiske data at kontrollere modellerne imod, det er svært at vælge, hvilken simulering der er korrekt. Omvendt forskere kan ekstrapolere fra geologiske data, men sådanne datapunkter tilbyder kun lokale snapshots, ikke en bredere klimatisk kontekst. "Vi har brug for både modeller og geologiske data for overhovedet at vide noget, " siger Halberstadt. Der er en sidste komplicerende faktor:geologi. Antarktis er gennemskåret af de transantarktiske bjerge, og ethvert klart billede af Antarktis dybe historie skal kunne redegøre for den langsomme løft af kontinentets bjergkæde. "Uden at kende højden, " siger Halberstadt, "det er svært at fortolke den geologiske optegnelse."

Halberstadt og hendes kolleger, herunder forskere i både New Zealand og Storbritannien, udtænkt en unik tilgang, hvor de koblede en indlandsismodel med en klimamodel, samtidig med at de simulerer de typer af vegetation, der ville vokse under hvert klimatisk modelscenarie. Holdet brugte historiske geologiske datasæt, der inkluderede sådanne kendte palæoklimatiske datapunkter som tidligere temperaturer, vegetation, og glacial nærhed, at benchmarke deres modellerede klimaer. Næste, holdet brugte deres benchmarkede modelkørsler til at drage slutninger om, hvilke CO2- og tektoniske modelscenarier, der opfyldte de kendte geologiske begrænsninger. Endelig, Halberstadt og hendes kolleger ekstrapolerede glaciale forhold på hele kontinentet.

Forskningen, som blev støttet af NSF, rekonstruerede et tykt, men formindsket indlandsis under de varmeste midt-miocæne miljøforhold. I denne model, selvom randen af ​​Antarktis indlandsis havde trukket sig betydeligt tilbage, større nedbør førte til en fortykkelse af iskappens indre områder. Holdets modellering tyder yderligere på, at isen over Wilkes Basin-regionen i Antarktis er rykket frem i glaciale perioder og trukket sig tilbage under mellemistider. Wilkes-bassinet er den region, der menes at være særlig følsom over for fremtidig opvarmning og kan bidrage til fremtidig havniveaustigning.

"Antarktis palæoklima, " siger Halberstadt, "er grundlæggende for at forstå fremtiden."