Nieuwe bevindingen van de Universiteit van Michigan verklaren een ijstijdparadox en dragen bij aan het toenemende bewijs dat klimaatverandering hogere zeeën kan veroorzaken dan de meeste modellen voorspellen.

De studie, gepubliceerd in Natuur , laat zien hoe kleine pieken in de temperatuur van de oceaan, in plaats van de lucht, waarschijnlijk de drijvende kracht was achter de snelle desintegratiecycli van de uitgestrekte ijskap die ooit een groot deel van Noord-Amerika bedekte.

Het gedrag van deze oude ijskap - Laurentide genaamd - heeft wetenschappers decennialang in verwarring gebracht omdat de perioden van smelten en versplinteren in de zee plaatsvonden op de koudste tijden in de laatste ijstijd. IJs moet smelten als het warm weer is, maar dat is niet wat er is gebeurd.

"We hebben aangetoond dat we atmosferische opwarming niet echt nodig hebben om grootschalige desintegratiegebeurtenissen te veroorzaken als de oceaan opwarmt en de randen van de ijskappen begint te kietelen, " zei Jeremy Bassis, U-M universitair hoofddocent klimaat- en ruimtewetenschappen en techniek. "Het is mogelijk dat hedendaagse gletsjers, niet alleen de delen die drijven, maar de delen die net de oceaan raken, zijn gevoeliger voor de opwarming van de oceaan dan we eerder dachten."

Dit mechanisme is vandaag waarschijnlijk aan het werk op de Groenlandse ijskap en mogelijk op Antarctica. Wetenschappers weten dit mede door het eerdere werk van Bassis. Een aantal jaar geleden, hij kwam met een nieuwe, nauwkeurigere manier om wiskundig te beschrijven hoe ijs breekt en stroomt. Zijn model heeft geleid tot een beter begrip van hoe de ijsvoorraad van de aarde zou kunnen reageren op veranderingen in lucht- of oceaantemperaturen, en hoe dat zich zou kunnen vertalen in zeespiegelstijging.

Vorig jaar, andere onderzoekers gebruikten het om te voorspellen dat smeltend Antarctisch ijs de zeespiegel met meer dan een meter zou kunnen verhogen, in tegenstelling tot de eerdere schatting dat Antarctica tegen 2100 slechts centimeters zou bijdragen.

In de nieuwe studie Bassis en zijn collega's pasten een versie van dit model toe op het klimaat van de laatste ijstijd, die eindigde rond 10, 000 jaar geleden. Ze gebruikten ijskern- en oceaanbodemsedimentrecords om de watertemperatuur te schatten en hoe deze varieerde. Hun doel was om te zien of wat er vandaag in Groenland gebeurt, het gedrag van de Laurentide-ijskap zou kunnen beschrijven.

Wetenschappers verwijzen naar deze voorbije perioden van snelle ijsdesintegratie als Heinrich-gebeurtenissen:ijsbergen braken af ​​van de randen van de ijskappen op het noordelijk halfrond en stroomden de oceaan in, zeespiegel in de loop van honderden jaren met meer dan 6 voet doen stijgen. Terwijl de ijsbergen dreven en smolten, vuil dat ze droegen, zette zich op de oceaanbodem neer, vormen dikke lagen die te zien zijn in sedimentkernen over het Noord-Atlantische bekken. Door deze ongebruikelijke sedimentlagen konden onderzoekers eerst Heinrich-gebeurtenissen identificeren.

"Decennia van onderzoek naar records van oceaansedimenten heeft aangetoond dat deze instortingsgebeurtenissen van de ijskap periodiek plaatsvonden tijdens de laatste ijstijd, maar het heeft veel langer geduurd om met een mechanisme te komen dat kan verklaren waarom de Laurentide-ijskap alleen in de koudste periodes instortte. Deze studie heeft dat gedaan, " zei geochemicus en co-auteur Sierra Petersen, U-M research fellow in aard- en milieuwetenschappen.

Bassis en zijn collega's probeerden de timing en omvang van de Heinrich-evenementen te begrijpen. Door hun simulaties, ze waren in staat om beide te voorspellen, en ook om uit te leggen waarom sommige oceaanopwarmingsgebeurtenissen Heinrich-gebeurtenissen veroorzaakten en andere niet. Ze identificeerden zelfs een extra Heinrich-evenement dat eerder was gemist.

Heinrich-gebeurtenissen werden gevolgd door korte perioden van snelle opwarming. Het noordelijk halfrond is in slechts enkele decennia herhaaldelijk met maar liefst 15 graden Fahrenheit opgewarmd. Het gebied zou stabiliseren, maar dan zou het ijs de komende duizend jaar langzaam groeien tot het breekpunt. Hun model was in staat om deze gebeurtenissen ook te simuleren.

Het model van Bassis houdt rekening met hoe het aardoppervlak reageert op het gewicht van het ijs erop. Zwaar ijs drukt het oppervlak van de planeet, soms duwen het onder de zeespiegel. Dan zijn de ijskappen het meest kwetsbaar voor warmere zeeën. Maar als een gletsjer zich terugtrekt, de vaste aarde kaatst weer uit het water, stabiliseren van het systeem. Vanaf dat moment kan de ijskap weer gaan uitzetten.

"Er is momenteel grote onzekerheid over hoeveel de zeespiegel zal stijgen en veel van deze onzekerheid houdt verband met de vraag of modellen rekening houden met het feit dat ijskappen breken, "Zei Bassis. "Wat we laten zien, is dat de modellen die we van dit proces hebben, lijken te werken voor Groenland, evenals in het verleden, zodat we met meer vertrouwen de zeespiegelstijging moeten kunnen voorspellen."

Hij voegde eraan toe dat delen van Antarctica een vergelijkbare geografie hebben als Laurentide:Pine Island, Thwaites gletsjer, bijvoorbeeld.

"We zien de opwarming van de oceaan in die regio en we zien dat deze regio's beginnen te veranderen. In dat gebied, ze zien oceaantemperatuurveranderingen van ongeveer 2,7 graden Fahrenheit, "Zei Bassis. "Dat is ongeveer dezelfde omvang als we geloven dat het gebeurde tijdens de Laurentide-gebeurtenissen, en wat we in onze simulaties zagen, is dat slechts een kleine hoeveelheid oceaanopwarming een regio kan destabiliseren als deze in de juiste configuratie is, en zelfs bij afwezigheid van atmosferische opwarming."

De studie heet "Heinrich-gebeurtenissen veroorzaakt door oceaanforcering en gemoduleerd door isostatische aanpassing."