Bewijs van minieme hoeveelheden zeeleven in een oude Antarctische ijskap helpt een al lang bestaande puzzel te verklaren waarom de stijgende koolstofdioxide (CO₂) -niveaus honderden jaren tot stilstand zijn gekomen toen de aarde opwarmde van de laatste ijstijd.

Onze studie toont aan dat er duizenden jaren geleden een explosie van productiviteit van het zeeleven was aan het oppervlak van de Zuidelijke Oceaan.

En verrassend, dit zeeleven speelde ooit een rol bij het reguleren van het klimaat. Vandaar, deze bevinding heeft grote implicaties voor toekomstige projecties van klimaatverandering.

Wandelen in het verleden

Ons onderzoek bracht ons op een vier uur durende vlucht van Chili naar de Weddellzee, aan de uiterste zuidkant van de Atlantische Oceaan, te landen op een ijsbaan op een ijskoude breedtegraad van 79° zuiderbreedte.

De Weddellzee is vaak verstikt door zee-ijs en is gevaarlijk voor schepen sinds de vroegste ontdekkingsreizigers zich naar het zuiden waagden.

1914, de Anglo-Ierse ontdekkingsreiziger Ernest Shackleton en zijn mannen zaten hier twee jaar vast, 1, 000 kilometer van de beschaving. Ze kregen te maken met isolement, honger, Vriezende temperaturen, gangreen, dwalende ijsbergen en de dreiging van kannibalisme.

Overleven is hier moeilijk, net als het bedrijven van wetenschap.

We brachten drie weken door in de nabijgelegen Patriot Hills, door ijs boren om monsters te verzamelen.

Normaal gesproken, wanneer wetenschappers ijsmonsters verzamelen, ze boren een diepe kern verticaal naar beneden door de jaarlijkse lagen sneeuw en ijs. We deden iets heel anders:we gingen horizontaal door een reeks kortere kernen over het ijslandschap te boren.

Dat komt omdat de Patriot Hills een woeste plek is die wordt beschoten door cyclonen in de Weddellzee die grote sneeuwval dumpen, gevolgd door sterke ijskoude winden (katabatische winden genoemd) die van het poolplateau stromen.

Terwijl de wind het hele jaar door waait, ze verwijderen het oppervlakte-ijs in een proces dat sublimatie wordt genoemd. Ouder, dieper ijs wordt naar de oppervlakte getrokken. Dit betekent dat wandelen over het blauwe ijs richting Patriot Hills in feite is alsof je terug in de tijd reist.

Het blootgestelde ijs onthult wat er gebeurde tijdens de overgang van de laatste ijstijd rond 20, 000 jaar geleden in onze huidige warmere wereld, bekend als het Holoceen.

De Antarctische Koude Omkering

Terwijl de aarde opwarmde, het kooldioxidegehalte in de atmosfeer steeg snel van ongeveer 190 tot 280 deeltjes per miljoen.

Maar de opwarmingstrend was niet allemaal eenrichtingsverkeer.

Vanaf ongeveer 14, 600 jaar geleden, er was een 2, 000 jaar durende periode van afkoeling op het zuidelijk halfrond. Deze periode wordt de Antarctische Koude Omkering genoemd, en is waar de CO₂-niveaus vastliepen op ongeveer 240 delen per miljoen.

Waarom dat gebeurde was de puzzel, maar het begrijpen ervan kan cruciaal zijn voor het verbeteren van de huidige projecties van klimaatverandering.

Leven vinden in het ijs

Drie weken lang vochten we tegen wind en sneeuw om een ​​gedetailleerde verzameling ijsmonsters te maken die het einde van de laatste ijstijd overspannen.

Tot onze verbazing, verborgen in onze ijsmonsters waren organische moleculen - overblijfselen van het zeeleven duizenden jaren geleden. Ze kwamen van de cyclonen van de Weddellzee, die organische moleculen van het oceaanoppervlak opveegde en ze aan land dumpte om in het ijs te worden bewaard.

Antarctisch ijs, die ontstaat door sneeuwval, vertelt wetenschappers meestal alleen over het klimaat. Het opwindende aan het vinden van bewijs van lifẻ in oud Antarctisch ijs is dat, Voor de eerste keer, we kunnen reconstrueren wat er op hetzelfde moment offshore in de Zuidelijke Oceaan gebeurde, duizenden jaren geleden.

We vonden een ongebruikelijke periode, met hoge concentraties en een breed scala aan marien microplankton. Deze verhoogde oceaanproductiviteit viel samen met de Antarctische Koude Omkering.

Smeltend zee-ijs in de zomer ondersteunt het leven in zee

Onze klimaatmodellering onthult dat de Antarctische Koude Omkering een tijd was van enorme verandering in de hoeveelheid zee-ijs over de Zuidelijke Oceaan.

Toen de wereld uit de laatste ijstijd schoot, de zomerwarmte vernietigde grote hoeveelheden zee-ijs die zich in de winter hadden gevormd. Als het zee-ijs smelt, het geeft waardevolle voedingsstoffen vrij in de Zuidelijke Oceaan, en voedde de explosie in maritieme productiviteit die we vonden in het ijs op het continent.

Dit zeeleven zorgde ervoor dat er meer koolstofdioxide uit de atmosfeer werd gehaald tijdens de fotosynthese, vergelijkbaar met de manier waarop planten koolstofdioxide gebruiken. Als het zeeleven sterft, zinken ze op de grond, de koolstof opsluiten. De hoeveelheid koolstofdioxide die in de oceaan werd geabsorbeerd, was groot genoeg om over de hele wereld te worden geregistreerd.

Wat dit vandaag betekent voor de klimaatverandering

Vandaag, de Zuidelijke Oceaan absorbeert ongeveer 40% van alle koolstof die door menselijke activiteit in de atmosfeer wordt gebracht, dus we hebben dringend behoefte aan een beter begrip van de drijvende krachten achter dit belangrijke onderdeel van de koolstofcyclus.

Het mariene leven in de Zuidelijke Oceaan speelt nog steeds een belangrijke rol bij het reguleren van de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer.

Maar naarmate de wereld opwarmt door klimaatverandering, In de poolgebieden zal minder zee-ijs worden gevormd. Deze natuurlijke koolstofput van het zeeleven zal alleen maar verzwakken, de temperatuur op aarde verder opdrijven.

Het is een tijdige herinnering dat, hoewel Antarctica misschien afgelegen lijkt, de impact ervan op ons toekomstige klimaat is dichterbij en meer verbonden dan we zouden denken.

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