Visualiseer het volgende:Het klimaat op aarde schommelt tussen koude ijstijden en warme interglaciale perioden; het laatste glaciale interval was ongeveer 20, 000 jaar geleden; het zeeniveau lag op dat moment ongeveer 126 meter (413 voet) onder het huidige zeeniveau; en het Holoceen, die de laatste 12 vertegenwoordigt, 000 jaar klimaatverandering, is een interglaciale periode.

De laatste interglaciale periode ongeveer 127, 000 tot 116, 000 jaar geleden was de laatste keer dat de zeespiegel even hoog of zelfs hoger was dan de huidige zeespiegel. Inzicht in zeespiegelveranderingen tijdens de laatste interglaciale periode, een tijd waarin de aarde nu iets warmer was, is een belangrijk onderzoeksgebied voor het begrijpen van toekomstige zeespiegelstijging als gevolg van de opwarming van de aarde.

De omvang en het traject van zeespiegelverandering tijdens het laatste interglaciaal, meer specifiek Marine Isotope Stage (MIS) 5e, is onzeker. Tot op heden was de consensus dat het zeeniveau zes tot negen meter boven het huidige zeeniveau had kunnen liggen, waarden die extra afsmelten van Groenland en de West-Antarctische ijskap vereisen en dat er een of meer oscillaties tot enkele meters bovenop liggen.

Echter, wetenschappers van de Universiteit van New Mexico (UNM) en de Universiteit van Zuid-Florida (USF) en hun internationale team van medewerkers zijn er niet zo zeker van dat die schommelingen op de zeespiegel juist zijn. Volgens nieuw onderzoek dat vandaag is gepubliceerd, Maandag, 10 september in het journaal Natuur Geowetenschappen getiteld, "Een zeer vaststaand record van het relatieve zeeniveau in de westelijke Middellandse Zee tijdens de laatste interglaciale periode, "Deze wetenschappers presenteren een goed gedateerd relatief zeeniveaurecord van het eiland Mallorca in de westelijke Middellandse Zee voor MIS-5e op basis van het optreden van freatische begroeiing op speleothemen die zich nabij zeeniveau vormen.

"Globaal, het klimaat was 1 tot 2 °C warmer tijdens het deel van de laatste interglaciale periode dat wordt aangeduid als mariene isotopenfase 5e (MIS-5e) tussen 127, 000 en 116, 000 jaar geleden, " zei Victor Polyak, de eerste auteur en co-hoofdonderzoeker en senior onderzoeker bij het UNM-departement voor Aard- en Planetaire Wetenschappen. "Hoewel dit een goed bestudeerde periode is, we weten nog steeds niet het exacte gedrag van de zeespiegel tijdens MIS-5e. Wat we zeker weten is dat de zeespiegel hoger was toen het klimaat 1 tot 2 °C warmer was 120, 000 jaar geleden. Om deze reden, de geschiedenis van MIS-5e zeeniveau is belangrijk als een analoog voor wat er zal gebeuren met het huidige zeeniveau met een opwarmend klimaat in de toekomst."

Tot nu, de beste zeespiegelmarkeringen waren koralen, omdat sommige soorten zeer dicht bij zeeniveau groeien, en koralen kunnen worden gedateerd met de uranium-thorium-methode. Op basis van dergelijke koraalstudies zijn belangrijke reconstructies van de MIS-5e zeespiegel gemaakt. Echter, het wetenschappelijke probleem met koraal is dat niemand er ooit zeker van kan zijn hoe diep koraal onder zeeniveau groeit, en omdat ze bestaan ​​uit biogeen calciumcarbonaat, ze zijn onderhevig aan wijzigingen die de uranium-thorium-leeftijdsmetingen enigszins beïnvloeden en twijfel doen rijzen over de nauwkeurigheid van deze methode.

"De beste studies van MIS-5e zeeniveau hebben gesuggereerd dat het zeeniveau in deze periode 6 tot 9 meter boven het huidige zeeniveau lag, en dat er waarschijnlijk significante dalingen waren tijdens de MIS-5e zeespiegelhoogte, "zei Polyak. "Dit is alarmerend, omdat het suggereert dat als we ons klimaat met 1 tot 2 °C opwarmen, we kunnen ervoor zorgen dat de zeespiegel 6 tot 9 meter (20 tot 30 voet) stijgt. Dit kan snel gebeuren, waardoor de zeespiegel onstabiel wordt."

"Het doel van dit onderzoek was om de zeespiegelpositie tijdens de laatste warme periode nauwkeurig te reconstrueren, tussen 127, 000 en 116, 000 jaar geleden, met behulp van een aantal eigenaardige carbonaatafzettingen die zijn neergeslagen in kustgrotten langs de kust van Mallorca, " zegt co-auteur en karstgeoloog van de USF School of Geosciences Bogdan P. Onac. "De meeste andere bekende zeespiegelstudies voor deze periode rapporteren hoogtes tussen 6 en 9 m - dus we wilden de omvang beter begrijpen, timing, en stabiliteit van de zeespiegel, aangezien dergelijke informatie van cruciaal belang is voor toekomstige projecties van verandering van de zeespiegel in een scenario van 1,5-2ºC opwarming van de aarde."

Polyak, Ona, samen met UNM-professor Yemane Asmerom, bestudeerde grotten langs de oostkust van het Spaanse eiland Mallorca in de westelijke Middellandse Zee. Ze gebruikten unieke grotformaties die freatische begroeiingen worden genoemd op speleothems (POS) die zich van nature vormen aan het brakke wateroppervlak van de grot, wat toevallig precies gelijk is aan het zeeniveau in die grotten bij de kust. Freatische begroeiing op speleothems ontstaat wanneer kooldioxide ontgassen uit brak grotwater dat hydrologisch verbonden is met de Middellandse Zee.

"POS zijn goed bewaard gebleven, " zei Polyak, "en gezien het feit dat ze kunnen worden gedateerd, ze bieden zeer nauwkeurige zeespiegelstijgingen voor huidige en reeds bestaande zeespiegels. Ze bestaan ​​uit anorganisch calciumcarbonaat (calciet en aragoniet) en zijn te dateren volgens de uranium-thoriummethode. In tegenstelling tot koralen, ze zijn niet vatbaar voor verandering, en daarom zijn de uranium-thoriumdata nauwkeurig. Een ander voordeel van POS is dat ze zullen blijven groeien zolang de zeespiegel op een bepaalde hoogte stabiel is."

Polyak en Asmerom dateerden 11 POS uit acht verschillende grotten die POS vertoonden op ~ 2 meter boven het huidige zeeniveau. Vijfenveertig uranium-thorium data tonen aan dat de relatieve zeespiegel stabiel bleef. "Dit is de meest nauwkeurige, best opgelost zeeniveaurecord voor MIS-5e van de laatste interglaciale periode, "zei Polyak. "Het geeft een uitzonderlijk nauwkeurige timing van de geschiedenis van de zeespiegel gedurende de bovengenoemde periode en laat zien dat deze steeg tot 6 meter boven het huidige zeeniveau ~127, 000 jaar geleden, het zou geleidelijk zijn gedaald tot 2 meter bij 122, 000 jaar geleden, en zou op die hoogte zijn gebleven voor de rest van de hoogte van de zeespiegel tot 116, 000 jaar geleden, ", zegt Onac. "De resultaten suggereren dat als de pre-industriële temperatuur met 1,5 tot 2 °C wordt overschreden, zeeniveau zal reageren en 2 tot 6 meter (7 tot 20 voet) boven het huidige zeeniveau stijgen."

Dr. Hay (Boston College) corrigeerde het relatieve zeeniveaurecord voor isostatische aanpassing van gletsjers met behulp van negen verschillende isostatische modellen van gletsjers. Samen, deze modellen suggereren dat het ijsequivalente zeeniveau op Mallorca een piek bereikte aan het begin van MIS-5e en vervolgens geleidelijk afnam en zich stabiliseerde met 122, 000 jaar geleden, tot de highstand beëindiging 116, 000 jaar geleden.

"Een van de grootste voor de hand liggende onbekenden over de toekomst is hoeveel wereldwijd onroerend goed we gaan verliezen aan de opwarming van de aarde en hoe snel dit zou kunnen gebeuren, "zei Asmerom. "Dit is behoorlijk ontzagwekkende wetenschap; het is groot spul, wereldwijd van schaal. Verder dan hoe hoog de zeespiegel gaat stijgen, we hebben ook dringend behoefte om te weten hoe snel het zal stijgen.

"Als u de oudere gegevens neemt, in sommige gevallen zou de suggestie dat de zeespiegelstijging met negen meter door slechts twee graden opwarming is catastrofaal zijn voor onze huidige configuratie van steden en in sommige gevallen eilandstaten. Dit werk toont duidelijk de belangrijkste bevindingen dat de zeespiegel niet alleen op en neer ging. Je had kleine temperatuurschommelingen en de zeespiegel bleef redelijk stabiel."

Het in deze studie gerapporteerde onderzoek is het resultaat van een gezamenlijk NSF-project waarin USF de leidende organisatie is. Veldactiviteiten (grotbezoeken voor het verzamelen van monsters en het meten van hun hoogte), mineralogisch, en kristallografische onderzoeken op de minerale monsters werden uitgevoerd door Onac bij USF.

"Hoewel dit belangrijke bevindingen zijn, er zijn veel aspecten van zeespiegelverandering die nader moeten worden onderzocht, "zei Polyak. "Daardoor, de UNM en het team van de Universiteit van Zuid-Florida hebben een nieuwe National Science Foundation Grant gekregen om het werk in de Middellandse Zee voort te zetten."