Het is één ding om te weten dat de aarde in het verleden al te maken heeft gehad met abrupte klimaatveranderingen - ook bekend als Dansgaard-Oeschger (DO) -gebeurtenissen. Maar het vinden van de redenen voor deze dramatische en nogal korte termijn veranderingen is een ander verhaal, een die Dr. Rachael Rhodes van de Universiteit van Cambridge reconstrueert met behulp van scheikundige gegevens van ijskernen uit Groenland.

Een algemene veronderstelling met vroegere DO-gebeurtenissen is dat hun optreden nauw verband hield met grote veranderingen in de omvang van het Arctische zee-ijs:dergelijke veranderingen hebben een positieve invloed op de Arctische temperatuur, en uitvinden hoe deze relatie precies werkt, zou de sleutel kunnen zijn om te voorspellen hoe Arctisch ijs zal reageren op de voortdurende klimaatverandering.

In het kader van haar SEADOG-onderzoek (Sea ice across Dansgaard-Oeschger events in Greenland), Dr. Rhodes analyseert gegevens over zeezout en methaansulfonzuur in ijskernen in Groenland om te bepalen of ze kunnen worden gebruikt als proxy voor de omvang van het Arctische zee-ijs. Ze onderzoekt vier ijskernrecords voor ruimtelijke en temporele variabiliteit tussen DO-gebeurtenissen, en het onderzoeken van de controles op de depositie van mariene aerosolen boven de Groenlandse ijskap dankzij het p-TOMCAT-model voor chemisch transport.

Dankzij haar bevindingen Dr. Rhodes heeft het p-TOMCAT-model geoptimaliseerd om de moderne afzetting van zeezout in Groenland weer te geven. Lopend werk zal scenario's van zee-ijsverandering identificeren die consistent zijn met ijskernchemiegegevens over DO-evenementen.

Wat zijn DO-evenementen en waarom is het belangrijk om ze beter te begrijpen?

DO-gebeurtenissen zijn snelle en abrupte veranderingen in het klimaat van de noordelijke hoge breedtegraden die plaatsvonden tijdens de laatste ijstijd. Ze zijn vernoemd naar twee beroemde ijskernwetenschappers:Willi Dansgaard (Denemarken) en Hans Oeschger (Zwitserland) die deze gebeurtenissen voor het eerst herkenden in de stabiele isotopenverhoudingen van water (een proxy-temperatuur) van Groenlandse ijskernen.

Hoe komt het dat we nog niet meer weten over deze evenementen?

We weten heel veel over hen. Bijvoorbeeld, van Groenlandse ijskernen, we kunnen ontcijferen dat er in Groenland binnen eeuwen temperatuurveranderingen van 5-16,5°C plaatsvonden. Echter, we begrijpen nog steeds niet wat deze gebeurtenissen uiteindelijk heeft veroorzaakt. Verschillende theorieën brengen grote veranderingen met zich mee in de omvang van het Arctische zee-ijs, maar er is weinig bewijs uit de paleoklimaatarchieven om dit te beperken.

Hoe ben je te werk gegaan om de gewenste informatie uit ijskernen te halen?

Ik gebruik zeezout (NaCl) concentraties gemeten op Groenlandse ijskernen. Zeezoutconcentraties zijn relatief eenvoudig te meten, maar moeilijk te interpreteren in termen van klimaat- of omgevingsveranderingen, omdat veel andere factoren het signaal kunnen beïnvloeden dat uiteindelijk in ijskernen wordt bewaard. Vooral, variaties in meteorologie, zoals de weersystemen die de zeezoutaërosol door de atmosfeer naar de ijskernlocatie transporteren, waarvan bekend is dat ze het signaal beïnvloeden.

Ik gebruik een atmosferisch chemisch transportmodel, p-TOMCAT genaamd, om te onderzoeken in hoeverre de signalen van het zeezout van de ijskern worden beïnvloed door het zee-ijsgebied en door de meteorologie. Dit zal helpen bij het beantwoorden van de vraag of de abrupte veranderingen in de zeezoutconcentratie tijdens DO-gebeurtenissen al dan niet kunnen worden gekoppeld aan de omstandigheden van het Arctische zee-ijs.

Wat kun je ons vertellen over je belangrijkste bevindingen tot nu toe?

Mijn eerste werk was gericht op het begrijpen van de processen die het Groenlandse ijskern-zeezoutsignaal in de huidige tijd beheersen. Ik heb p-TOMCAT aangepast om zeezoutconcentraties in de afgezette sneeuw te berekenen en het model doet uitstekend werk door zowel de concentraties als de seizoensinvloeden van zeezoutrecords die in ijskernen worden bewaard, te repliceren. De resultaten geven aan dat meteorologie de dominante factor is die de signalen van zeezout in de ijskern op interjaarlijkse schaal beïnvloedt, maar dat de zee-ijscondities wel enige invloed uitoefenen. Ik ben aan het testen hoe groot een verandering in het zee-ijsgebied nodig is om de meteorologie teniet te doen en de dominante invloed te worden.

Hoe kunnen deze resultaten de toekomstige evolutie van Arctisch zee-ijs helpen voorspellen?

Dit werk zal ons helpen te begrijpen of/hoe records van zeezoutconcentraties in Groenlandse ijskernen kunnen worden gebruikt als een proxy voor de omvang van het Arctische zee-ijs. Een positief resultaat zou de effecten van zee-ijsgerelateerde en meteorologische veranderingen in zeezout ontwarren, waardoor zeezoutconcentraties met vertrouwen kunnen worden gebruikt als een proxy voor zee-ijs. Reconstructie van Arctische zee-ijsveranderingen tijdens de abrupte DO-gebeurtenissen is belangrijk omdat we uiteindelijk moeten begrijpen hoe Arctisch zee-ijs reageert op snelle klimaatverandering, zoals degene die we nu zien gebeuren.

Wat moet je nog bereiken voor het einde van het project volgend jaar?

Nu de processen die leiden tot signalen van zeezout in de ijskern goed worden begrepen voor de huidige Arctische omstandigheden, Ik pas het model aan om tests uit te voeren met meteorologie en zee-ijs die typisch zijn voor de laatste ijstijd toen er zich DO-gebeurtenissen voordeden. Het zal interessant zijn om te testen hoe de gesimuleerde zeezoutsignalen reageren op de enorme veranderingen in klimaat en zee-ijs die tijdens DO-gebeurtenissen zouden optreden.