Joerg Schaefer en Gisela Winckler, geochemici en paleoklimatologen bij Lamont-Doherty Earth Observatory, kregen financiering van het Centre for Climate and Life om de kwetsbaarheid van de enorme ijskap van Groenland te onderzoeken.

Het onderzoek bouwt voort op hun eerdere werk, vooral, een 2016 Natuur onderzoek onder leiding van Schaefer waaruit blijkt dat de Groenlandse ijskap in de afgelopen twee miljoen jaar minstens één keer bijna volledig is gesmolten. De bevinding suggereert dat de ijskap veel onstabieler is dan wetenschappers eerder dachten.

Hun nieuwe project maakt gebruik van analytische tools die ze hebben ontwikkeld om de vroegere variabiliteit van de Groenlandse ijskap direct te evalueren. De resultaten van dit onderzoek zullen bijdragen aan betere voorspellingen van de wereldwijde zeespiegelstijging en hoe deze de samenleving zal beïnvloeden.

V. Wat is de algemene focus van uw onderzoek?

Jörg. Ik ben het hoofd van de Cosmogenic Dating Group in Lamont. Mijn onderzoeksprogramma kijkt naar de correlatie tussen klimaatverandering en cryosferische verandering, van ijskappen en berggletsjers tot de gevolgen van verandering van de zeespiegel. Dit doen we wereldwijd, kijken naar klimaatvariaties en hoe gletsjers reageerden, van het noordpoolgebied door de Alpen, de tropische Andes, de Himalaya, Zuid-Amerika, en Antartica. We proberen te begrijpen hoe ijs in het verleden op temperatuurveranderingen heeft gereageerd, zodat we de gevoeligheid ervan kunnen kalibreren en beter kunnen voorspellen wat er in de toekomst gaat gebeuren.

Gisela. Ik leid het Noble Gas Lab in Lamont. We doen kosmogene isotoopmetingen en andere metingen om veranderingen in het klimaatsysteem uit het verleden te reconstrueren. Naast het bekijken van vragen over daten en ijs, Ik doe veel werk aan het reconstrueren van paleoklimaat en omgevingsomstandigheden in het verleden met behulp van archieven die ons iets kunnen vertellen over het verleden, zoals blootgestelde rotsoppervlakken, mariene sedimenten, en ijskernen.

V. Wat is het probleem dat u probeert aan te pakken met uw Climate and Life-financiering?

G. Wat deze recente Nature-paper laat zien, is dat de Groenlandse ijskap, waarvan de wetenschappelijke gemeenschap denkt dat het een stabiel systeem is - in vergelijking met de West-Antarctische ijskap, bijvoorbeeld - is eigenlijk niet zo stabiel. Er zijn aanwijzingen uit het paleoklimaatrecord op langere tijdschalen van klimaatverandering van de afgelopen miljoen jaar of zo dat er een reële dreiging is van een significante afsmelting van Groenland.

J. De Groenlandse ijskap heeft het potentieel om sneller te smelten dan welke andere ijskap dan ook. Maar op dit moment speelt de Groenlandse ijskap geen rol van betekenis in zeespiegelprojecties en dat moet worden gecorrigeerd. Dat is het slechte nieuws. Het goede nieuws is dat met de nieuwe toolkit die we hebben ontwikkeld, kunnen we vragen beantwoorden als:Wat zijn de zwakste elementen van de Groenlandse ijskap? Welke delen zullen het eerst smelten? Waar moet je als eerste monitoren? En je kunt ook zeggen wat de mate van verandering kan zijn. Dit werk is dus echt urgent en ook echt veelbelovend.

V. Vertel me meer over de nieuwe toolkit die je op dit probleem gaat toepassen.

J. Gisela en ik runnen twee van de belangrijkste geochemielaboratoria in Lamont. Samen zijn we de enige faciliteit ter wereld die hooggevoelige metingen kan doen van zeven relevante kosmogene nucliden. Dit zijn isotopen die worden geproduceerd door de interactie van kosmische stralen uit de lucht met de kern van bepaalde atomen. We gebruiken analytische technieken om ze te meten als een functie van de tijd - het is eigenlijk gewoon een tijdseenheid dat een oppervlak wordt blootgesteld aan de open lucht.

Kosmogene nucliden in het gesteente onder ijskappen kunnen ons vertellen over perioden van ijsvrije omstandigheden, omdat alleen kosmische stralen die het gesteente rechtstreeks raken, deze nucliden produceren. Onze nieuwe tool combineert verschillende van deze nucliden met verschillende halfwaardetijden, of idealiter een stabiel edelgas met een radioactief nuclide, om de geschiedenis van ijsvrije omstandigheden onder de ijskap te reconstrueren.

Uit deze datasets we kunnen leren, bijvoorbeeld, toen in het verleden een deel van het gesteente niet langer bedekt was met ijs en blootgesteld was aan de lucht. Dus we kunnen nu weten wanneer er in het verleden perioden waren van instorting van de ijskap en perioden van bestaan ​​van ijskappen, dat is een van de belangrijkste vragen die wetenschappers willen beantwoorden.

We hebben dit zeldzame kernmonster van gesteente verzameld onder de top van de Groenlandse ijskap, die we in ons onderzoek van 2016 hebben gebruikt. Nutsvoorzieningen, met deze nieuwe financiering voor klimaat en leven, we meten twee verschillende kosmogene nucliden in dezelfde kern. We zullen ook zeer gevoelige metingen doen van alle nucliden van belang op twee nieuwe kernmonsters die zijn verzameld in het zuidwesten van Groenland en de noordoostelijke Groenlandse ijsstroom.

Dit werk kan ons helpen het soort terugtrekking van de Groenlandse ijskap te volgen. We kunnen de zwakke punten van de ijskap aanwijzen, dus je kunt zelfs praten over een systeem voor vroegtijdige waarschuwing. Als je weet waar een zwakte zit, je kunt het in de gaten houden en zien wanneer het gebied begint in te storten. Je kunt ook vragen beantwoorden als, bijvoorbeeld, in Groenland, waar komt de eerste meter zeespiegelbijdrage van de ijskap vandaan?

V. Hoe kan dit project het begrip van de uitdagingen van klimaatverandering vergroten?

G. Dit project kijkt naar wat volgens ons een van de belangrijkste uitdagingen van klimaatverandering is, en dat is de dreiging van zeespiegelstijging. Er is een soort van consensus dat dit een van de belangrijkste gevolgen is, en niet alleen omdat het zoveel risico's met zich meebrengt voor infrastructuur en steden met gebouwen langs de kust. In feite, het is een uitdaging voor iedereen op deze planeet vanwege deze rimpeleffecten van zeespiegelstijging, zoals gedwongen migratie en de vernietiging van ecosystemen, gebruiken, en ook hele regio's waar mensen wonen. En in een kortere tijd dan we hopen, iedereen zal de gevolgen van de zeespiegelstijging voelen.

J. Wat we hier wetenschappelijk uit zullen halen, is:bijna zeker, we verhogen de zeespiegelvoorspellingen voor Groenland en dus voor de wereld, en bijgevolg een deel van de onzekerheid die met de huidige voorspellingen gepaard gaat, te verminderen. Wat we met dit project kunnen opleveren, is een beter kader voor wat het zeespiegelprobleem eigenlijk is en wat het probleem in de komende 50 tot 100 jaar zal zijn.

Dus we doen dit werk voor Groenland, dan moeten we het uiteindelijk doen voor alle ijskappen van de wereld. Het goede nieuws is dat we deze zeer degelijke inzichten over deze ijskappen naar voren kunnen brengen, hoe gevoelig ze waren, en hoe dynamisch ze waren, en zijn, momenteel. We kunnen echt een kwantumsprong maken in ons begrip van hen. Dat is het doel voor de komende 10 jaar.

Wetenschappers boorden bijna twee mijl naar beneden door de top van de Groenlandse ijskap (witte stip, links), gesteente te bereiken. Isotopen gevonden in de rots geven aan dat deze plek en het grootste deel van Groenland bijna ijsvrij waren (rechts) tijdens het recente geologische verleden. (Illustratie van Schaefer et al., 2016)

V. Wat vind je het meest opwindend aan dit werk?

J. Als wetenschapper, de urgentie en de nieuwigheid zijn het meest opwindend. We hebben een volledig nieuw archief om in te kijken dat in feite garandeert dat we echt belangrijke informatie zullen vinden, wat die informatie ook mag zijn. En we hebben deze tools ontwikkeld:de sleutels om de kluis te openen. Dat voelt als een archeoloog die een graf vindt en als eerste erin kijkt.

Ik heb mijn hele leven fundamenteel onderzoek gedaan en dit is de eerste keer dat het zo direct verband houdt met de gevolgen, voor de samenleving. Het is belangrijk dat er nu instituties en kaders zoals het Centre for Climate and Life bestaan. Klimaatverandering is zo duidelijk een volledig interdisciplinair probleem en hoe meer ervaring je als wetenschapper opdoet, hoe meer je geïnteresseerd raakt om daadwerkelijk verbinding te maken met de oplossingenkant en het Centrum helpt ons daarbij.

G. Ik ben het ermee eens. Het is verreweg het meest relevante wat ik ooit heb gedaan. Ik denk dat het er echt toe doet. En het opent deze verbinding met al deze problemen die de kern vormen van het Centrum voor Klimaat en Leven. Hoe meer ik deze problemen begrijp, hoe meer ik geïnteresseerd ben in het werken aan dergelijke kwesties en het verspreiden van het woord. En als geochemicus mijn steentje bijdragen om klimaatverandering uit te zoeken en misschien zelfs oplossingen te bedenken.

V. Als het gaat om het vinden van oplossingen voor klimaatverandering, wat geeft je hoop?

G. Mijn hoop is gevestigd op de jonge generatie. Mensen die tegenwoordig op de middelbare school of universiteit zitten, hebben de macht om dit uit te zoeken. Als ik lesgeef of werk met organisaties zoals het Klimaatmuseum, bijvoorbeeld, Ik praat met jonge mensen en ze geven me een glimp van hoop. En ik denk dat deze zeer slimme studenten degenen zullen zijn die dit probleem zullen oplossen en als ze dat eenmaal doen, dat zorgt voor zoveel meer initiatief en leidt tot oplossingen.

J. Een ander perspectief daarop:ik zou zeggen dat de ijsveranderingen het meest dramatisch en academisch waardevol zijn, en een soort posterkind voor onderwijs over klimaatverandering. En terwijl deze veranderingen plaatsvinden, leiden we de volgende generatie studenten en jonge wetenschappers op. Deze mensen zullen verandering zien in een mate die gewoon verbijsterend is en die zal bijdragen aan de motivatie van deze volgende generatie om er iets aan te doen.

V. Heb je een favoriet boek over klimaatverandering?

G. Ik hou echt van een boek van David Archer genaamd The Long Thaw. Hij is een briljante opvoeder en hij schrijft heel goed over de wetenschap van klimaatverandering.