Op basis van een unieke wereldwijde vergelijking van gegevens van kernmonsters gewonnen uit de oceaanbodem en de poolijskappen, AWI-onderzoekers hebben nu aangetoond dat, hoewel de klimaatverandering over de hele wereld is afgenomen van ijstijden tot interglaciale perioden, het verschil is lang niet zo uitgesproken als eerder werd aangenomen. Tot nu, men geloofde dat ijstijden werden gekenmerkt door extreme temperatuurschommelingen, terwijl interglaciale perioden relatief stabiel waren. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift Natuur .

Als je wilt weten hoe het klimaat in de toekomst zal veranderen, je moet naar het verleden kijken. Door te kijken naar de klimaatveranderingen die duizenden jaren geleden plaatsvonden, we kunnen de voorspellingen voor het toekomstige klimaat verbeteren. Door lagen in ijskernmonsters en oceaansedimenten te vergelijken, konden onderzoekers afleiden hoe de gemiddelde temperatuur op aarde in de loop van de tijd is veranderd, en ook hoe groot de variabiliteit was. Vanaf het hoogtepunt van de laatste ijstijd 21, 000 jaar geleden tot onze huidige interglaciale periode, de aarde is gemiddeld 5 graden Celsius opgewarmd. Met het oog op de toekomstige opwarming van de aarde, het is van vitaal belang voor de huidige wereldbevolking om te weten of de temperatuur gestaag zal stijgen, of dat er plotselinge, grote schommelingen. De frequentie van extreme gebeurtenissen vormt een essentiële maatstaf voor maatregelen voor aanpassing aan de klimaatverandering, sinds, als het gaat om bescherming tegen overstromingen, transport- en bouwmaterialen, we moeten voorbereid zijn op het worstcasescenario, en niet alleen voor "gemiddelde" veranderingen.

Klimaatonderzoekers van de Helmholtz Young Investigators Group ECUS van het Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) in Potsdam hebben nu onderzocht hoe de temperatuurvariabiliteit veranderde toen de aarde opwarmde van de laatste ijstijd tot de huidige interglaciale periode. Tot op heden is aangenomen dat de temperaturen sterk varieerden tijdens de laatste ijstijd, terwijl het huidige interglaciaal grotendeels werd gekenmerkt door kleine temperatuurschommelingen. Deze interpretatie was gebaseerd op waterisotoopgegevens van centrale Groenlandse ijskernen.

Het team, onder leiding van dr. Kira Rehfeld en dr. Thomas Laepple, vergeleek de Groenlandse gegevens met die van sedimenten verzameld in verschillende oceaangebieden over de hele wereld, evenals van ijskernmonsters verzameld in Antarctica. Ze tonen aan dat het fenomeen van grote temperatuurschommelingen tijdens ijstijden zich geenszins uniform wereldwijd heeft gemanifesteerd, maar varieerde in plaats daarvan van regio tot regio. Bijvoorbeeld, in de tropen, de temperatuurschommelingen waren drie keer zo intens als vandaag op het hoogtepunt van de laatste ijstijd, terwijl de ijskernen uit Groenland wijzen op variaties die 70 keer zo intens waren. "De ijskernen uit Groenland zijn, zonder twijfel, een belangrijke sleutel om het klimaat van het verleden te begrijpen. Dat gezegd hebbende, onze studie bevestigt dat de conclusies over Groenland niet altijd representatief zijn voor de hele wereld, " legt Young Investigators Group leider Laepple uit, die ook aan het hoofd staat van de door de ERC gefinancierde Young Investigators Group SPACE.

Eerste auteur Kira Rehfeld en haar collega's hebben, Voor de eerste keer, verzamelde en vergeleek gegevens uit diverse klimaatarchieven en in totaal 99 onderzoekssites. In de klimaatonderzoeksgemeenschap ijskernen worden algemeen beschouwd als de gouden standaard, omdat hun lagen zeer consistent zijn, in tegenstelling tot sedimentlagen van de zeebodem, die vaak worden ontsierd door tektonische verschuivingen, stromingen of mariene organismen. De AWI-onderzoekers hebben wiskundige methoden ontwikkeld waarmee ze de onzekerheden en mogelijke foutenbronnen kunnen inschatten terwijl ze verschillende paleoklimaatarchieven beoordelen, en om deze factoren mee te nemen in hun analyses. "Als zodanig, we kunnen de sedimentmonsters vergelijken met de ijskernen voor verschillende tijdperken in de geschiedenis van de planeet, ’ zegt Laepple.

De intensievere variaties tijdens ijstijden zijn te wijten aan het grotere temperatuurverschil tussen de met ijs bedekte poolgebieden en de tropen, die een meer dynamische uitwisseling van warme en koude luchtmassa's produceerde. "Als we dat idee dan tot zijn logische conclusie volgen, het vertelt ons dat de variaties zullen blijven afnemen naarmate de opwarming van de aarde vordert, " zegt Rehfeld - simpelweg omdat het temperatuurverschil tussen het opwarmende noorden en de tropen zal afnemen. "Echter, onze gegevens bestrijken tijdsbestekken die eeuwen en millennia overspannen - we kunnen niet inzoomen op slechts een handvol jaren, wat betekent dat we alleen indirecte conclusies kunnen trekken over de extreme gebeurtenissen die het weer bepalen, " legt klimaatonderzoeker Rehfeld uit, die momenteel onderzoek doet met de British Antarctic Survey (BAS).

Klimaatmodelleurs hadden eerder het mechanisme van verminderde variabiliteit onder warmere klimatologische omstandigheden in 2014 gepostuleerd. Maar met hun analyse, Rehfeld, Laepple en collega's zijn de eersten die deze theorie versterken met wereldwijde klimaatgegevens uit het verleden. De AWI-onderzoekers beschrijven hun volgende poging als volgt:"We zijn van plan om de veranderingen in kortetermijnvariaties in het verleden en hun relatie tot langetermijnklimaatveranderingen in detail te onderzoeken. Om dit te doen, we hebben betrouwbare klimaatarchieven nodig, en om ons begrip van hoe ze werken te verbeteren." Het verhogen van de nauwkeurigheid tot een niveau waarop paleo-archieven ook extreme gebeurtenissen kunnen weerspiegelen, zal waarschijnlijk een van de grootste uitdagingen zijn voor de komende jaren.