Het behoort misschien niet tot de grootste drama's aller tijden, maar de geschiedenis van ijs op Groenland is al meer dan tien jaar een bron van wetenschappelijke controverse.

Een onderzoek onder leiding van UCLA-klimaatwetenschapper Aradhna Tripati lijkt het debat tot rust te brengen, met grote implicaties voor toekomstig onderzoek in verschillende disciplines, van klimaatwetenschap tot geologie. De krant, die vandaag in het tijdschrift wordt gepubliceerd Natuurcommunicatie , werpt ook licht op hoe het wereldwijde klimaat kan veranderen naarmate mensen broeikasgassen blijven uitstoten, onthullend een potentieel omslagpunt:atmosferische kooldioxideconcentraties van 500 delen per miljoen of meer. Voorbij die drempel, grote ijskappen aan beide polen zouden aanzienlijk kunnen smelten. De huidige niveaus zijn bijna 400 delen per miljoen.

Voor jaren, de heersende overtuiging was dat gletsjers voor het eerst op Groenland verschenen tussen 5 miljoen en 11 miljoen jaar geleden. Vervolgens, in 2005, Tripati was de auteur van een studie die suggereerde dat het ijs daar veel eerder aanwezig was:ongeveer 35 tot 40 miljoen jaar geleden.

Hoewel Tripati's paper werd gepubliceerd in Natuur - een van de meest gerespecteerde wetenschappelijke tijdschriften - werd als controversieel beschouwd. De kern van het conflict was een simpele vraag:waarom werden soortgelijke waarnemingen niet gedaan door andere studies? Omdat de bevindingen niet in overeenstemming waren met eerdere kennis, het papier werd als een uitbijter beschouwd.

tripat, die toen een postdoctoraal onderzoeker was, geeft toe dat haar onderzoek, die was gebaseerd op de chemie van monsters uit de Stille Oceaan en wat ze impliceerden over oud zeewater, was "een vrij indirecte indicator." Nog altijd, ze had vertrouwen in de resultaten. Ze, haar studenten en andere onderzoekers voerden een reeks studies uit met verschillende klimaatindicatoren, en ze kwamen steeds tot dezelfde conclusie.

"Het is zo belangrijk om de geschiedenis van ijs aan beide polen te begrijpen en hoe ze reageren op veranderende koolstofdioxideniveaus dat, toen we deze artikelen publiceerden, controverse opgebouwd, " zei Tripati, die lid is van het UCLA Institute of the Environment and Sustainability. "We groeven ons in en bleven proberen te begrijpen wat de geschiedenis, in feite, was."

In 2014, Tripati stuurde Dennis Darby, een arctische paleoklimaatspecialist aan de Old Dominion University die haar co-auteur werd van het nieuwe artikel, veelbelovende monsters genomen van een locatie in de Groenlandse Zee waar ijsbergen die afbraken - een proces dat bekend staat als "afkalven" - van gletsjers op het eiland voorbij zouden zijn gedreven.

"Terwijl gletsjers over land bewegen, ze bevatten stukjes sediment, Tripati zei. "Terwijl gletsjers ijsbergen produceren en die ijsbergen door de oceaan drijven, die kleine rotsfragmenten komen vrij als het ijs smelt. Elk rotsfragment heeft een unieke chemie. Die chemie is een vingerafdruk - elke korrel vertelt je iets over waar het ijs vandaan kwam."

Die monsters zijn gedateerd op basis van de aanwezige fossielen en hun magnetische eigenschappen, waardoor onderzoekers kunnen reconstrueren waar en wanneer er ijs aanwezig was op Groenland en andere landmassa's in het noordpoolgebied, evenals toen er zee-ijs in de oceaan was.

Tripati koos ervoor om die nieuwe monsters naar Darby te sturen omdat hij een onderzoek had gepubliceerd dat haar bevindingen uit 2005 bevestigde. Met behulp van een methode die hij pionierde, Darby analyseerde ze zonder te weten waar hij naar keek, waar het vandaan kwam of hoe oud het was - een soort blinde smaaktest.

Hij ontdekte dat de monsters "zeer hoge overeenkomsten" bevatten met bronnen in Oost-Groenland, een bevestiging van eerder onderzoek van Tripati. In feite, uit zijn analyse bleek dat er nog eerder grote gletsjers op Groenland aanwezig waren:tot 47,1 miljoen jaar geleden. Dat was precies aan het begin van het midden Eoceen, ongeveer 20 miljoen jaar nadat dinosaurussen uitstierven.

Darby was ook in staat om ijs uit de monsters te matchen met andere locaties in het noordpoolgebied.

"Dat is belangrijk, "Zei Darby. "Het toont aan dat dit niet alleen een lokaal of regionaal effect was in Groenland. Het was iets dat klimatologisch op veel grotere schaal werd veroorzaakt, een poolgebeurtenis."

Met hun nieuwe studie Tripati en Darby denken dat het mysterie is opgelost. De techniek van Darby werd grondig getest in een onderzoek uit 2012 en bleek 98,5 procent van de tijd nauwkeurig te zijn. Ze onderzochten 100 sedimentmonsters en namen vingerafdrukken van de chemie van meer dan 2, 000 rotsfragmenten.

De krant van vandaag bevat ook onthullingen over hoe atmosferische omstandigheden verband houden met de aan- of afwezigheid van ijs. In de jaren sinds die eerste bevriezing, ijs gevormd en meerdere malen teruggetrokken uit Groenland. De onderzoekers ontdekten dat ijs meestal aanwezig was wanneer het koolstofdioxidegehalte lager was dan 500 delen per miljoen.

"Wat gebeurt er als het kooldioxidegehalte wordt gehandhaafd op 800 delen per miljoen, waar gaan sommige scenario's met koolstofemissies ons heen?' vroeg Tripati. 'Groenland heeft veel ijs. Als het allemaal gesmolten is, het zou de zeespiegel wereldwijd met ongeveer 20 voet kunnen verhogen."

IJs komt en gaat aan beide polen onder die omstandigheden, de studie gevonden. Tripati's onderzoek uit 2016 dat suggereerde dat enorme ijsplaten op Antarctica ook het risico lopen te smelten, ondersteunt dit.

Het begrijpen van kantelpunten is belangrijk omdat het klimaat op aarde snel kan veranderen, zei Darby. Hij wees naar 10, 000 jaar geleden in Groenland, toen de temperatuur in 10 jaar 10 graden Celsius steeg.

"Die drempels moeten worden onderzocht, " Zei Darby. "Ze worden grotendeels genegeerd door klimaatwetenschappers omdat deze dingen in het verleden zijn gebeurd. Velen van hen zijn de afgelopen 50 jaar een beetje vastgelopen. En in die tijd, we zien geen grote veranderingen behalve in de afgelopen twee decennia, wanneer we zeer snelle veranderingen zien die zorgwekkend zijn."

Tripati zei dat controverses goed zijn voor de wetenschap in het algemeen, zei ze - het laat zien dat het wetenschappelijke proces gezond is. Ze herinnerde zich de kattenoppas voor de beroemde wetenschapper Sir Nicholas Shackleton rond de tijd dat ze de vroege studie leidde.

"Hij zei tegen me:'Als je iets verrassends ontdekt, onthoud dat het oké is om ongelijk te hebben, maar idealiter zou jij de persoon moeten zijn om erachter te komen. Probeer altijd te bewijzen dat u ongelijk heeft in plaats van te proberen uw gelijk te bewijzen, ', herinnert Tripati zich.

"Dat vind ik een uitstekend advies. Met deze studie, Ik wist niet wat we zouden vinden. Mocht het niet lukken, prima - we hadden een paper kunnen schrijven waarin definitief stond 'geen bewijs hiervoor'. En dan staan ​​we aan de goede kant van de wetenschap."

Het proces onderstreepte ook het belang van het opnemen van verschillende perspectieven in de wetenschap, zei Tripati. Afgelopen zomer lanceerde ze het UCLA Center for Divers Leadership in Science, het eerste initiatief in zijn soort dat zich toelegt op het betrekken van mensen van alle achtergronden in de milieuwetenschappen. Dogma dat decennialang standhield, kan drastisch veranderen als de wetenschappelijke gemeenschap inclusief is en nieuwe perspectieven verwelkomt, ze zei. Inclusie en sociale verbondenheid zullen diversiteit bevorderen, en onderzoek toont aan dat dit leidt tot creatievere benaderingen en ideeën, innovatie en wetenschappelijke doorbraken te stimuleren.

Tripati en Darby hopen allebei dat de bevindingen van vandaag toekomstig onderzoek inspireren om beter te begrijpen wat er met het klimaat op aarde zal gebeuren. soorten en menselijke gemeenschappen als we doorgaan op ons huidige CO2-emissietraject.

Ze hopen ook dat het beleid zal informeren dat gericht is op het voorkomen van een klimaatcatastrofe - met name inspanningen om de koolstofemissies te verminderen, zei Darby.

"We moeten gaan kijken naar wat we doen, ' zei Darby. 'Sommige mensen steken hun kop in het zand omdat ze denken dat we op het laatste moment met technologie komen om ons te redden. Maar dat is op voorwaarde dat we niet eerst een van deze drempels bereiken."