Tropische gletsjers in Afrika en Zuid-Amerika begonnen hun terugtocht gelijktijdig aan het einde van de laatste ijstijd rond 20, 000 jaar geleden, volgens een Dartmouth-studie.

De vondst van synchronie bij het terugtrekken van ijs over de wereldwijde tropen verduidelijkt hoe de lage breedtegraden transformeerden tijdens een van de meest extreme klimaatveranderingsgebeurtenissen op aarde en kan helpen bij de huidige voorspellingen van onze eigen klimaattoekomst.

De studie, gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , steunt de overweldigende wetenschappelijke consensus over de rol van kooldioxide bij het veroorzaken van wereldwijde klimaatverandering, maar voegt extra niveaus van complexiteit toe aan het begrip van het klimaatsysteem van de aarde en hoe ijstijden snel eindigen. Het resultaat draagt ​​ook bij aan het begrip van de volgorde van de terugtrekking van gletsjers tussen de tropen en de poolgebieden in die tijd

"Kooldioxide heeft ervoor gezorgd dat de aarde uit de laatste ijstijd is gekomen, " zei Meredith Kelly, een universitair hoofddocent bij de afdeling Aardwetenschappen in Dartmouth, en senior onderzoeker aan het onderzoek. "Maar er zijn ook processen die begonnen voordat de koolstofdioxide toenam en die belangrijk zijn voor het algemene verhaal over hoe de periode eindigde, en dat is wat we wilden begrijpen."

Volgens de Dartmouth-studie, gletsjers in tropisch Afrika en Zuid-Amerika bereikten hun maximale omvang rond 29, 000-21, 000 jaar geleden en begon toen te smelten. Deze terugtrekking is eerder dan de significante stijging van kooldioxide in de atmosfeer die werd geregistreerd rond 18, 200 jaar geleden.

De bevindingen tonen een trend van stijgende tropische temperaturen over de hele planeet aan en suggereren dat de opwarming mogelijk is veroorzaakt door een vermindering van de temperatuurverschillen tussen de poolgebieden van de aarde en de tropen.

Aan het einde van de laatste ijstijd in het noordpoolgebied, kleine veranderingen in de baan van de aarde resulteerden in meer zonnestraling en warmere temperaturen, en veroorzaakte een terugtrekking van de noordelijke ijskappen. Op Antartica, de verandering van de hoek van de planeet met de zon zorgde voor langere zomers. De vermindering van de temperatuurgradiënt tussen de polen en de tropen vertraagde de verplaatsing van warmte uit de lage breedtegraden naar het uiterste noorden en zuiden, waardoor de tropen warmer worden en er sneller gletsjers in de regio verdwijnen.

Zodra veranderingen in de oceaan- en atmosferische circulatiepatronen en de toename van koolstofdioxide het overnamen, de planeet werd achtergelaten in een overweldigende opwarmingsspiraal die ijskappen bij de polen smolt en gletsjers in de tropen vrijwel elimineerde.

"Slechts een paar duizend jaar zou het verschil kunnen maken in ons begrip van vroegere en huidige klimaatveranderingsgebeurtenissen, " zei Margaret Jackson, die als hoofdauteur van de studie diende terwijl een Ph.D. student aan Dartmouth. "Deze studie toont aan dat gletsjers al reageerden op opwarming voordat de deglaciale stijging van koolstofdioxide de planeet over de rand duwde om de laatste ijstijd te beëindigen."

Naast een gelijktijdige pantropische opwarming, De aanvullende bevinding van de studie dat tropische gletsjers hun maximale omvang bereikten op hetzelfde moment als gletsjers op hogere breedtegraden, bevestigt een wereldwijde synchronisatie van afkoeling tijdens de laatste ijstijd.

Veldonderzoek voor de studie werd uitgevoerd op gletsjermorenen in het equatoriale Rwenzori-gebergte op de grens tussen Oeganda en de Democratische Republiek Congo. berg gletsjers, vooral die op grote hoogte in tropische gebieden, zijn gevoelig voor temperatuurschommelingen. De studie gebruikte de vroegere omvang van tropische gletsjers om veranderingen in tropische temperaturen in het verleden af ​​te leiden.

Onderzoekers bepaalden de timing van de opmars en terugtrekking van tropische gletsjers door beryllium-10 te analyseren, een radioactieve isotoop die wordt geproduceerd in kwarts. Omdat beryllium-10 alleen wordt gemaakt wanneer een rotsoppervlak wordt blootgesteld aan de atmosfeer, de concentratie geeft de hoeveelheid tijd aan sinds een gletsjermorene werd afgezet.

Voorafgaand onderzoek met beryllium-10-datering gaf aan dat sommige tropische gletsjers hun maximale omvang bereikten tijdens het hoogtepunt van de laatste ijstijd. Maar die bevindingen waren beperkt tot Zuid-Amerika. De Dartmouth-studie herberekende de eerder vastgestelde gegevens van locaties in tropisch Zuid-Amerika en breidde de bevindingen uit naar tropisch Oost-Afrika om aan te tonen dat gletsjerverlies tijdens deze periode een pantropisch fenomeen was.

"We wisten uit eerder werk dat tropische gletsjers in Zuid-Amerika zich mogelijk vroeg hebben teruggetrokken, maar we wisten niet hoe wijdverbreid het fenomeen was. Het Rwenzori-gebergte bleek het perfecte openluchtlaboratorium te zijn om de pantropische timing van de klimaatverandering in het verleden te bevestigen, " zei Jackson.

Hoewel ijskernen uit de tropen beschikbaar zijn voor onderzoekers, het interpreteren van informatie over het klimaat in het verleden van hen kan complex zijn. Aangezien de tropen verre van de directe afkoeling van ijskappen op hoge breedte zijn, de regio kan worden gebruikt om de mondiale temperaturen tijdens de laatste ijstijd beter te begrijpen en om aanwijzingen te geven over hoe de temperatuur op aarde in de loop van de tijd is veranderd.

De studie helpt onderzoekers ook te begrijpen hoe temperatuurgradiënten, broeikasgassen, atmosferische circulatie en oceaancirculatie werken samen om ervoor te zorgen dat de planeet tussen koude en warme perioden "wisselt".

"De planeet van vandaag gaat een nieuwe klimaatmodus in die de laatste miljoenen jaren ongekend is, " zei Kelly. "Modellen van veranderingen in het verleden kunnen ons helpen de toekomst te voorspellen, en ons vollediger begrip van de tropen dient als een belangrijk puzzelstukje."

Bestaand onderzoek naar tropische gletsjers tijdens de laatste ijstijd beperkt zich tot Afrika en Zuid-Amerika. Toekomstig werk is bedoeld om te bepalen of locaties in andere regio's kunnen bijdragen aan het begrip van de wereldwijde klimaatverandering.