Helt på sporet af årsager til hurtige iskappe-ustabiliteter i klimahistorien

Ekstreme afkølingsbegivenheder under den sidste istid, kendt som Heinrich-begivenheder i Nordatlanten, er et godt eksempel på, hvordan lokale processer ændrer det globale klima. Mens virkningerne af Heinrich-begivenheder på det globale gletsjermiljø er veldokumenterede i den videnskabelige litteratur, er deres årsager stadig uklare. I et nyt studie har forskere fra Bremen, Kiel, Köln og São Paulo (Brasilien) nu vist, at en ophobning af varme i det dybere Labradorhav forårsagede ustabilitet i Laurentide-isen, som dækkede store dele af Nordamerika på det tidspunkt. Heinrich-begivenhederne blev udløst som et resultat. Forskerne demonstrerede dette ved at rekonstruere tidligere temperaturer og saltholdigheder i Nordatlanten. Deres resultater er nu offentliggjort i Nature Communications .

Heinrich-begivenheder - eller mere præcist Heinrich-lag - er tilbagevendende iøjnefaldende sedimentlag, sædvanligvis 10 til 15 centimeter tykke, med grove stenkomponenter, der afbryder de ellers finkornede oceaniske aflejringer i Nordatlanten. Opdaget og beskrevet for første gang i 1980'erne af geolog Hartmut Heinrich, kaldte den amerikanske geokemiker Wally Broecker dem senere officielt Heinrich-lag, som er blevet en standardbetegnelse i palæoceanografi.

Tilstedeværelsen af ​​Heinrich-lag er blevet etableret i hele Nordatlanten, fra ud for Island, sydpå til en linje, der løber fra New York til Nordafrika. Sådant groft stenaffald kunne kun være blevet transporteret så langt fra dets oprindelse i Hudson Bay af isbjerge.

"Den egentlige betydning af disse Heinrich-begivenheder ligger imidlertid i, at der sammen med smeltefasen og frigivelsen af ​​isbjerge blev introduceret store mængder ferskvand i Nordatlanten," siger Lars Max, palæoceanograf ved MARUM—Center for Marine Environmental Sciences ved universitetet i Bremen og førsteforfatter af undersøgelsen. Som en del af deres arbejde rekonfigurerer han og hans medforfattere det indbyrdes forhold mellem Heinrich-lag, ferskvandsforsyning og ændringer i havcirkulationen. En tynd ferskvandslinse, der ligger oven på millioner af kubikkilometer vand under Heinrich-begivenhederne, anses i øjeblikket for at være årsagen til forstyrrelsen af ​​Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), eller dens fuldstændige nedlukning, med dybe regionale og globale klimatiske konsekvenser. AMOC er kun et segment af det globale transportbånd af havstrømme, der drives af temperatur og saltholdighed og spiller en væsentlig rolle i klimasystemet.

"Oprindeligt blev forstyrrelsen anset for at være et resultat af indre ustabiliteter i selve indlandsisen. Vores undersøgelse giver dog bevis for, at ændringer i havet havde en destabiliserende indvirkning på indlandsisen på det nordamerikanske kontinent," siger Lars Max. Studiet af en sedimentkerne opnået af forskningsfartøjet Maria S. Merian ved udløbet til Labradorhavet i Nordatlanten giver det første solide bevis på tilbagevendende, massive ophobninger af havvarme i de dybere lag af det subpolære Nordatlanten. Dette lettede smeltningen af ​​de polare iskapper nedefra.

"Ved at bruge sporelementer og isotopiske analytiske metoder var vi faktisk i stand til at rekonstruere temperatur- og saltholdighedsstigninger på omkring 150 meters vanddybde, som altid systematisk gik forud for Heinrich-begivenhederne i tid, og som svarede til tider med et allerede svækket Atlanterhav. Meridional Overturning Circulation," forklarer Dirk Nürnberg fra GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research i Kiel, som er ansvarlig for laboratorieanalyserne.

Dette tyder på, at ændringer i havcirkulationen udløste indlandsisens ustabilitet. En kontinuerlig opvarmning af havet på denne dybde var afgørende for at destabilisere ishylden nedefra og førte til sidst til den accelererede udskillelse af isbjerge - Heinrich-begivenhederne.

At forstå processerne fra Jordens historie gør os også i stand til bedre at forudsige ændringer, der kan forventes at ledsage den nuværende globale opvarmning. "Hvis den væltende cirkulation skulle svækkes i fremtiden på grund af menneskeskabte klimaændringer," foreslår Christiano Chiessi fra University of São Paulo, "vi ville forvente en accelereret opvarmning af det dybere subpolære Nordatlanten, som kan have en negativ indvirkning på både nutidens stabilitet -dages arktiske gletschere og ferskvandsbudgettet i Nordatlanten."

Den seneste evalueringsrapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer (IPCC) (2021) konkluderer, at der med fortsat opvarmning af klimaet kan ske en svækkelse af den væltende cirkulation i Atlanterhavet inden for dette århundrede. Intensiveret opvarmning af det dybere subpolære Nordatlanten og hurtigere afsmeltning af de arktiske gletsjermasser kan også have resultatet af yderligere at accelerere den globale stigning i havniveauet. Som Lars Max også påpeger, kan vi dog forvente, at stabiliteten af ​​det antarktiske indlandsis vil spille en væsentlig rolle i løbet af havniveaustigningen. Yderligere undersøgelser er afgørende nødvendige for bedre at kunne forudsige, i hvilket omfang den fremtidige deceleration af væltende cirkulation og mulig opvarmning af det dybere hav kan have på den fremtidige stabilitet af det antarktiske indlandsis. + Udforsk yderligere

Dybhaveopvarmning i takt med klimaændringer