We weten dat onze planeet in het verleden warmere periodes heeft meegemaakt, tijdens het Plioceen geologische tijdperk ongeveer drie miljoen jaar geleden.

Ons onderzoek, vandaag gepubliceerd, toont aan dat tot een derde van de ijskap van Antarctica in deze periode is gesmolten, waardoor de zeespiegel in de komende eeuwen met maar liefst 20 meter boven het huidige niveau zal stijgen.

We waren in staat om veranderingen in het zeeniveau in het verleden te meten door kernen te boren op een locatie in Nieuw-Zeeland, bekend als het Whanganui-bekken, die ondiepe mariene sedimenten bevat met misschien wel de hoogste resolutie ter wereld.

Met behulp van een nieuwe methode die we hebben ontwikkeld om het waterpeil te voorspellen uit de grootte van zanddeeltjes die door golven worden verplaatst, we hebben een record van wereldwijde zeespiegelveranderingen geconstrueerd met aanzienlijk meer precisie dan voorheen mogelijk was.

Het Plioceen was de laatste keer dat de atmosferische kooldioxideconcentraties hoger waren dan 400 delen per miljoen en de temperatuur op aarde was 2 ° C warmer dan pre-industriële tijden. We laten zien dat een opwarming van meer dan 2°C opnieuw een wijdverbreid smelten in Antarctica zou kunnen veroorzaken en dat onze planeet terug zou kunnen razen naar de toekomst, naar een klimaat dat drie miljoen jaar geleden bestond.

Overschrijding van de klimaatdoelstelling van Parijs

Vorige week zagen we ongekende wereldwijde protesten onder de vlag van de #FridaysForFuture-klimaatstakingen van Greta Thunberg, terwijl de urgentie om de opwarming van de aarde onder de doelstelling van de Overeenkomst van Parijs van 2°C te houden, drong. Thunberg legde de collectieve frustratie vast toen ze de Verenigde Naties berispte omdat ze niet eerder handelden op basis van het wetenschappelijk bewijs. Haar pleidooi vond weerklank toen ze ons eraan herinnerde dat:"Met de huidige emissieniveaus, dat resterende CO₂-budget [1,5°C] over minder dan acht en een half jaar helemaal weg is."

Met het huidige tempo van de wereldwijde uitstoot zijn we tegen 2030 misschien terug in het Plioceen en hebben we de doelstelling van 2°C in Parijs overschreden. Een van de meest kritische vragen waarmee de mensheid wordt geconfronteerd, is hoeveel en hoe snel de zeespiegel wereldwijd zal stijgen.

Volgens het recente speciale rapport over de oceanen en de cryosfeer van de wereld door het Intergouvernementeel Panel voor klimaatverandering (IPCC), gletsjers en poolijskappen blijven steeds sneller massa verliezen, maar de bijdrage van poolijskappen, in het bijzonder de Antarctische ijskap, tot toekomstige zeespiegelstijging blijft moeilijk te beperken.

Als we ons huidige emissietraject blijven volgen, de mediaan (66% waarschijnlijkheid) die tegen het einde van de eeuw wordt bereikt, zal 1,2 meter hoger zijn dan nu, met twee meter een plausibele bovengrens (5% kans). Maar klimaatverandering stopt natuurlijk niet op magische wijze na het jaar 2100.

Terugboren naar de toekomst

Om beter te voorspellen waar we de toekomstige kustlijnen van de wereld aan verbinden, moeten we de gevoeligheid van de poolijskap begrijpen. Als we willen weten hoeveel de oceanen zullen stijgen bij 400 ppm CO₂, het Plioceen tijdperk is een goede vergelijking.

Terug in 2015, we boorden kernen van sediment afgezet tijdens het Plioceen, bewaard onder het ruige heuvelland bij het Whanganui Basin. Een van ons (Timothy Naish) heeft bijna 30 jaar in dit gebied gewerkt en meer dan 50 schommelingen in het mondiale zeeniveau vastgesteld gedurende de laatste 3,5 miljoen jaar van de geschiedenis van de aarde. De wereldwijde zeespiegel was op en neer gegaan als reactie op natuurlijke klimaatcycli, bekend als Milankovitch-cycli, die worden veroorzaakt door langetermijnveranderingen in de baan van de aarde om de 20, 000, 40, 000 en 100, 000 jaar. Deze veranderingen zorgen er op hun beurt voor dat de poolijskappen groeien of smelten.

Terwijl men dacht dat de zeespiegel enkele tientallen meters schommelde, tot nu toe waren pogingen om de precieze amplitude te reconstrueren gedwarsboomd door moeilijkheden als gevolg van aardvervormingsprocessen en de onvolledige aard van veel van de cycli.

Ons onderzoek maakte gebruik van een bewezen theoretische relatie tussen de grootte van de deeltjes die door golven op het continentaal plat worden getransporteerd en de diepte naar de zeebodem. Vervolgens hebben we deze methode toegepast op 800 meter boorkern en ontsluiting, die continue sedimentsequenties vertegenwoordigen die een tijdsperiode van 2,5 tot 3,3 miljoen jaar geleden overspannen.

We laten zien dat tijdens het Plioceen, de wereldwijde zeespiegel schommelde regelmatig tussen de vijf en 25 meter. We hebben rekening gehouden met lokale tektonische landbewegingen en regionale veranderingen op het zeeniveau veroorzaakt door zwaartekracht- en aardkorstveranderingen om de schattingen van de zeespiegel te bepalen, bekend als het PlioSeaNZ-record op zeeniveau. Dit geeft een benadering van veranderingen in het wereldgemiddelde zeeniveau.

De bijdrage van Antarctica aan de zeespiegelstijging

Onze studie toont ook aan dat het grootste deel van de zeespiegelstijging tijdens het Plioceen afkomstig was van de ijskappen van Antarctica. Tijdens het warme Plioceen, de geografie van de continenten en oceanen van de aarde en de grootte van de poolijskappen waren vergelijkbaar met die van vandaag, met slechts een kleine ijskap op Groenland tijdens de warmste periode. Het smelten van de Groenlandse ijskap zou maximaal vijf meter hebben bijgedragen aan de maximale 25 meter wereldwijde zeespiegelstijging die is geregistreerd in het Whanganui-bekken.

Van cruciaal belang is dat meer dan 90% van de warmte van de opwarming van de aarde tot nu toe in de oceaan is terechtgekomen. Veel ervan is in de Zuidelijke Oceaan terechtgekomen, die de randen van de ijskap van Antarctica baadt.

Nu al, we observeren vandaag warm, circumpolair diep water opwelling en het binnendringen van ijsplaten op verschillende locaties rond Antarctica. Langs de kust van de Amundsenzee van West-Antarctica, waar de oceaan het meest is opgewarmd, de ijskap wordt dunner en trekt zich het snelst terug. Een derde van de ijskap van Antarctica - het equivalent van tot 20 meter zeespiegelstijging - ligt onder de zeespiegel en is kwetsbaar voor wijdverbreide ineenstorting door de opwarming van de oceaan.

Onze studie heeft belangrijke implicaties voor de stabiliteit en gevoeligheid van de Antarctische ijskap en het potentieel om bij te dragen aan toekomstige zeespiegels. Het ondersteunt het concept dat een omslagpunt in de Antarctische ijskap kan worden overschreden als de mondiale temperatuur met meer dan 2℃ mag stijgen. Dit kan ertoe leiden dat grote delen van de ijskap de komende eeuwen zullen smelten, het hervormen van kustlijnen over de hele wereld.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.