Wetenschappers geloven dat ze de reden hebben ontdekt achter mysterieuze veranderingen in het klimaat, waardoor de temperatuur tijdens de ijstijd in slechts enkele decennia tot 15°C schommelde.

In een nieuwe studie die vandaag is gepubliceerd, de onderzoekers laten zien dat stijgende CO2-niveaus tijdens deze ijstijden een omslagpunt kunnen hebben bereikt, veroorzaakte een reeks kettinggebeurtenissen die ervoor zorgden dat de temperatuur abrupt steeg.

De bevindingen, die zijn gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Geowetenschappen , toevoegen aan toenemend bewijs dat suggereert dat geleidelijke veranderingen zoals stijgende CO2-niveaus kunnen leiden tot plotselinge verrassingen in ons klimaat, die kan worden geactiveerd wanneer een bepaalde drempel wordt overschreden.

Eerdere studies hebben aangetoond dat een essentieel onderdeel van de natuurlijke variabiliteit van ons klimaat tijdens ijstijden het herhaaldelijk optreden van abrupte klimaatovergangen is, bekend als Dansgaard-Oeschger-evenementen.

Deze gebeurtenissen worden gekenmerkt door drastische temperatuurveranderingen tot 15°C binnen enkele decennia op de hoge breedtegraden van het noordelijk halfrond. Dit was het geval tijdens de laatste ijstijd rond 100, 000 tot 20, 000 jaar geleden.

Algemeen wordt aangenomen dat dit het gevolg was van plotselinge overstromingen van zoet water over de Noord-Atlantische Oceaan, misschien als gevolg van smeltende ijsbergen.

Co-auteur van de studie Professor Stephen Barker, van de School of Earth and Ocean Sciences van Cardiff University, zei:"Onze resultaten bieden een alternatieve verklaring voor dit fenomeen en laten zien dat een geleidelijke stijging van CO2 in de atmosfeer een kantelpunt kan bereiken, abrupte temperatuurverschuivingen veroorzaken die het klimaat op het noordelijk halfrond in relatief korte tijd drastisch beïnvloeden.

"Deze bevindingen dragen bij aan het toenemende bewijs dat suggereert dat er goede plekken of 'windows of opportunity' zijn in de klimaatruimte waar zogenaamde grensvoorwaarden, zoals het niveau van atmosferisch CO2 of de grootte van continentale ijskappen, abrupte verandering waarschijnlijker maken. Natuurlijk, onze studie kijkt terug in de tijd en de toekomst zal een heel andere plaats zijn in termen van ijskappen en CO2, maar het valt nog te bezien of het klimaat op aarde min of meer stabiel wordt naarmate we verder gaan vanaf hier".

Met behulp van klimaatmodellen om de fysieke processen te begrijpen die speelden tijdens de ijstijden, het team kon aantonen dat een geleidelijke stijging van CO2 de passaatwinden in Midden-Amerika versterkte door een El Nino-achtig opwarmingspatroon te veroorzaken met een sterkere opwarming in de oostelijke Stille Oceaan dan de westelijke Atlantische Oceaan.

Als gevolg hiervan was er een toename van het vochttransport uit de Atlantische Oceaan, die effectief het zoutgehalte en de dichtheid verhoogden, van de oceaanoppervlakken, wat leidt tot een abrupte toename van de circulatiesterkte en temperatuurstijging.

"Dit betekent niet noodzakelijk dat een soortgelijke reactie in de toekomst zou plaatsvinden met toenemende CO2-niveaus, aangezien de randvoorwaarden verschillen van de ijstijd, " toegevoegd door professor Gerrit Lohmann, leider van de Paleoclimate Dynamics-groep aan het Alfred Wegener Institute.

"Hoe dan ook, onze studie toont aan dat klimaatmodellen het vermogen hebben om abrupte veranderingen te simuleren door geleidelijke forcering, zoals te zien is in paleoklimaatgegevens."

Voortbouwend op deze studie, het team is van plan een nieuwe reconstructie te maken van het wereldwijde ijsvolume gedurende de laatste ijscyclus, wat zal helpen om hun stelling te valideren dat bepaalde grenzen vensters van instabiliteit binnen het klimaatsysteem kunnen definiëren.