Een nieuwe studie vindt een trigger voor de Kleine IJstijd die Europa van de jaren 1300 tot midden 1800 afkoelde, en ondersteunt verrassende modelresultaten die suggereren dat onder de juiste omstandigheden plotselinge klimaatveranderingen spontaan kunnen optreden, zonder dwang van buitenaf.

De studie, gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , meldt een uitgebreide reconstructie van zee-ijs getransporteerd van de Noordelijke IJszee door de Straat van Fram, door Groenland, en in de Noord-Atlantische Oceaan in de afgelopen 1400 jaar. De reconstructie suggereert dat de Kleine IJstijd - die geen echte ijstijd was maar een regionale afkoeling in het centrum van Europa - werd veroorzaakt door een uitzonderlijk grote uitstroom van zee-ijs van de Noordelijke IJszee naar de Noord-Atlantische Oceaan in de jaren 1300.

Terwijl eerdere experimenten met numerieke klimaatmodellen aantoonden dat meer zee-ijs nodig was om langdurige klimaatafwijkingen zoals de kleine ijstijd te verklaren, fysiek bewijs ontbrak. Deze studie graaft in het geologische record voor bevestiging van modelresultaten.

Onderzoekers verzamelden records van mariene sedimentkernen die waren geboord vanaf de oceaanbodem van de Noordelijke IJszee tot de Noord-Atlantische Oceaan om een ​​gedetailleerd beeld te krijgen van het zee-ijs in de hele regio van de afgelopen 1400 jaar.

"We hebben besloten om verschillende soorten bewijs samen te brengen om te proberen ruimtelijk en tijdelijk te reconstrueren wat het zee-ijs de afgelopen anderhalve duizend jaar was, en dan kijken wat we hebben gevonden, " zei Martin Miles, een INSTAAR-onderzoeker die ook een aanstelling heeft bij NORCE Norwegian Research Centre en Bjerknes Centre for Climate Research in Noorwegen.

De kernen bevatten verbindingen geproduceerd door algen die in zee-ijs leven, de schelpen van eencellige organismen die in verschillende watertemperaturen leven, en puin dat zee-ijs oppikt en over lange afstanden transporteert. De kernen waren gedetailleerd genoeg om abrupte (decadale schaal) veranderingen in zee-ijs en oceaancondities in de loop van de tijd te detecteren.

De gegevens wijzen op een abrupte toename van het Arctische zee-ijs dat wordt geëxporteerd naar de Noord-Atlantische Oceaan vanaf ongeveer 1300, hoogtepunt in het midden van de eeuw, en abrupt eindigend in de late jaren 1300.

"Ik ben altijd gefascineerd geweest door niet alleen naar zee-ijs te kijken als een passieve indicator van klimaatverandering, maar hoe het interageert met of daadwerkelijk kan leiden tot veranderingen in het klimaatsysteem op lange tijdschalen, "zei Miles. "En het perfecte voorbeeld daarvan zou de Kleine IJstijd kunnen zijn."

"Dit specifieke onderzoek is geïnspireerd door een INSTAAR-collega, Gif Molenaar, evenals door enkele paleoklimaatreconstructies van mijn INSTAAR-collega's Anne Jennings, John Andries, en Astrid Ogilvie, " voegde Miles toe. Miller schreef het eerste artikel waarin hij suggereerde dat zee-ijs een essentiële rol speelde bij het in stand houden van de kleine ijstijd.

Wetenschappers discussiëren al decennia over de oorzaken van de Kleine IJstijd, velen suggereren dat explosieve vulkaanuitbarstingen essentieel moeten zijn om de afkoelingsperiode in gang te zetten en eeuwenlang te laten voortduren. een hand, de nieuwe reconstructie levert robuust bewijs van een enorme anomalie in het zee-ijs die zou kunnen zijn veroorzaakt door toegenomen explosief vulkanisme. Aan de andere kant, hetzelfde bewijs ondersteunt een intrigerende alternatieve verklaring.

Klimaatmodellen die "controlemodellen" worden genoemd, worden gebruikt om te begrijpen hoe het klimaatsysteem door de tijd heen werkt zonder te worden beïnvloed door externe krachten zoals vulkanische activiteit of de uitstoot van broeikasgassen. Een reeks recente experimenten met controlemodellen omvatte resultaten die plotselinge koude gebeurtenissen uitbeeldden die tientallen jaren duurden. De modelresultaten leken te extreem om realistisch te zijn - zogenaamde Ugly Duckling-simulaties - en onderzoekers waren bezorgd dat ze problemen met de modellen vertoonden.

Uit het onderzoek van Miles bleek dat er helemaal niets mis is met die modellen.

"We vinden eigenlijk die nummer één, we hebben fysieke, geologisch bewijs dat deze verschillende decennialange koude zee-ijsexcursies in dezelfde regio, in feite doen, voorkomen, " zei hij. In het geval van de Kleine IJstijd, "wat we in ruimte en tijd reconstrueerden, leek opvallend veel op de ontwikkeling in een Ugly Duckling-modelsimulatie, waarin een spontane koude gebeurtenis ongeveer een eeuw duurde. Het ging om ongebruikelijke winden, zee-ijs export, en nog veel meer ijs ten oosten van Groenland, net zoals we hier vonden.' De provocerende resultaten laten zien dat externe forcering door vulkanen of andere oorzaken misschien niet nodig zijn om grote schommelingen in het klimaat te laten optreden. Miles vervolgde, "Deze resultaten suggereren sterk... dat deze dingen uit het niets kunnen gebeuren als gevolg van interne variabiliteit in het klimaatsysteem."

De mariene kernen vertonen ook een aanhoudende, verre puls van zee-ijs nabij de Noorse kolonies op Groenland die samenviel met hun verdwijning in de 15e eeuw. Er woedt een debat over waarom de koloniën verdwenen, ze waren het er meestal alleen mee eens dat een koel klimaat hun veerkracht zwaar op de proef stelde. Miles en zijn collega's willen graag rekening houden met de oceanische veranderingen in de buurt:zeer grote hoeveelheden zee-ijs en koud poolwater, jaar na jaar voor bijna een eeuw.

"Deze enorme gordel van ijs die uit het Noordpoolgebied stroomt - in het verleden en zelfs vandaag - gaat helemaal rond Cape Farewell naar waar deze kolonies waren, " Miles zei. Hij zou graag nader kijken naar de oceanische omstandigheden, samen met onderzoekers die de sociale wetenschappen in relatie tot klimaat bestuderen.