Het smelten van gletsjers aan de ene kant van de wereld kan leiden tot desintegratie van gletsjers aan de andere kant van de wereld, zoals is gepresenteerd in een recent artikel van een team van AWI-wetenschappers, die mariene microalgen onderzochten die in gletsjerafzettingen waren bewaard en hun bevindingen vervolgens gebruikten om klimaatsimulaties uit te voeren. De studie belicht een proces met alarmerende gevolgen voor moderne ijskappen:voortdurende opwarming van de oceaan kan leiden tot een enorm verlies van poolijsmassa, en bijgevolg tot een snelle stijging van de zeespiegel.

Oceaanbekkens over de hele wereld zijn met elkaar verbonden door grootschalige stroomsystemen, en als een wereldwijde transportband, de stromingen transporteren water over de hele wereld op verschillende diepten. De resulterende verdeling van warme en koude watermassa's is van cruciaal belang voor de wereldwijde klimatologische omstandigheden. Wetenschappers van het Alfred Wegener Instituut, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) en MARUM Center for Marine Environmental Sciences hebben nu gedocumenteerd hoe een verandering in stromingen in een oceaanbekken enorme en onverwachte veranderingen in een verafgelegen bekken kan veroorzaken, zelfs aan de andere kant van de planeet.

De in Bremerhaven gevestigde onderzoekers rapporteren in het tijdschrift Natuur dat tijdens de laatste ijstijd, een massale instroom van zoet water in de polaire Noord-Atlantische Oceaan veroorzaakte een reeks gebeurtenissen in de oceaan en de atmosfeer, wat resulteerde in het intensief smelten van gletsjers in de noordelijke Stille Oceaan, duizenden kilometers verderop. De bron van het zoete water waren smeltende ijskappen, die tijdens de ijstijd landmassa's rond de Noord-Atlantische Oceaan bedekten. Aan het einde van de keten van gebeurtenissen, warm water drong het Pacifische kustgebied van het Noord-Amerikaanse continent binnen, die ook door een ijskap was bedekt. Als resultaat, delen van de plaat vielen uiteen en werden als grootschalige vloot van ijsbergen in de Stille Oceaan losgelaten. Aangezien de moderne oceaan voortdurend opwarmt als gevolg van de opwarming van de aarde, deze bevinding is alarmerend voor de AWI-wetenschappers. Vergelijkbaar met het proces dat werd waargenomen in de oostelijke noordelijke Stille Oceaan tijdens het laatste smelten van gletsjers, de aanhoudende opwarming van de oceaan kan Antarctisch ijs desintegreren, wat vervolgens zou leiden tot een aanzienlijke stijging van de zeespiegel.

Samen met een team van wetenschappers, AWI-geowetenschapper Edith Maier beschrijft een complex stapsgewijs proces. De eerste aanwijzingen werden verzameld uit sedimentmonsters tijdens een expeditie met het Duitse onderzoeksschip Sonne 600 kilometer voor de kust van Alaska. De teruggevonden glaciale sedimentlagen tot kasseien, die zijn oorsprong vond in het verre continentale land. De enige haalbare verklaring:de stenen moeten zijn vervoerd terwijl ze in ijsbergen waren opgenomen in de open Noord-Stille Oceaan toen de Noord-Amerikaanse kust werd bedekt door een ijskap. Bevestiging kwam van de datering van de lagen, waaruit blijkt dat de steenlagen omstreeks 16 zijn afgezet, 000 en 38, 500 jaar geleden, tijdens de laatste ijstijd. "Overeenkomstig, we nemen aan dat er twee grote smeltgebeurtenissen waren in het gebied van de noordelijke Stille Oceaan, ' zegt Edith Maier.

Om dit proefschrift te testen, het team gebruikte een innovatieve analytische techniek die werd ontwikkeld door de AWI. De methode gebruikt diatomeeën om te bepalen hoe intensief het zoutgehalte van het oceaanoppervlak is afgenomen, bijv. door smeltwaterafzetting. Door een zuurstofisotoopanalyse uit te voeren op de overblijfselen van de kiezelhoudende delen van diatomeeën die in het sedimentrecord zijn bewaard, de onderzoekers konden identificeren op welke tijdstippen het zoutgehalte van het oppervlak het meest werd aangetast door smeltend ijs. "In feite, onze analyses toonden aan dat er ongeveer 16 grote hoeveelheden zoet water het gebied ten zuiden van Alaska binnenstroomden, 000 en 38, 500 jaar geleden, " bevestigt Edith Maier.

Eerdere reconstructies van glaciale omstandigheden hebben gedocumenteerd dat de instroom van smeltwater grote dalingen in het zoutgehalte van het oppervlak in de Noord-Atlantische Oceaan heeft veroorzaakt, een functie die Edith Maier inspireerde om te onderzoeken of de smeltwatergebeurtenissen in de Noord-Atlantische Oceaan en de Noord-Pacific met elkaar verbonden waren via de wereldwijde watercirculatie. Vandaag, warm oppervlaktewater wordt getransporteerd van de Stille Oceaan naar de Indische Oceaan, stroomt vervolgens rond de zuidpunt van Afrika in de richting van het Caribisch gebied en verspreidt zich vervolgens via de Golfstroom in de Noord-Atlantische Oceaan.

De drijvende kracht achter deze mondiale stroming is het ontstaan ​​van koud en zout water in de polaire Noord-Atlantische Oceaan. dit water, geproduceerd tijdens ijsvorming, is dichter dan warm water en zinkt daarom in de diepe oceaan. Als resultaat, het warme oppervlaktewater wordt naar het noorden gepompt. Maar 16, 000 en 38, 500 jaar geleden, het wereldwijde "pompsysteem" werd ernstig verstoord door het verminderde zoutgehalte van de Noord-Atlantische Oceaan. Bijgevolg, er stroomde slechts weinig warm water uit de Stille Oceaan, waardoor de tropische Stille Oceaan warmer wordt. Beurtelings, meer warm water bereikte de westkust van Canada en Alaska. De instroom van warmer water destabiliseerde de ijskap die de kustgebieden bedekte, wat resulteerde in een afvoer van het continentale ijs in de oceaan en een daling van het zoutgehalte van het oppervlak.

Om dit scenario te valideren, Edith Maier vroeg de klimaatmodelleurs van AWI:onder leiding van Gerrit Lohmann, of zo'n complex, wereldwijde keten van gebeurtenissen kan worden gesimuleerd met behulp van computermodellen. De resultaten waren ondubbelzinnig:als de zuurstofisotopen in aanmerking worden genomen, de modellen laten duidelijk zien dat het fenomeen zich voordoet. De modelresultaten laten ook zien dat smeltwaterpulsen in de Atlantische Oceaan de veranderingen in de Stille Oceaan veroorzaakten - en niet andersom. "Onze bevindingen zijn ook relevant voor de toekomst, omdat ze benadrukken dat klimaateffecten aan de ene kant van de aarde een aanzienlijke impact kunnen hebben op regio's aan de andere kant, ", zegt Edith Maier. "De AWI onderzoekt momenteel hoe soortgelijke fenomenen met betrekking tot de instroom van warmer water nu de stabiliteit van de Antarctische ijskap beïnvloeden. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat verdere opwarming van de oceaan zowel de stabiliteit als het volume van het Antarctische ijs in gevaar zal brengen."