Als menselijke samenlevingen de uitstoot van broeikasgassen niet sterk terugdringen, Het tempo van het ijsverlies op Groenland deze eeuw zal waarschijnlijk veel groter zijn dan dat van elke eeuw in de afgelopen 12, 000 jaar, een nieuwe studie concludeert.

Het onderzoek wordt op 30 september gepubliceerd in het tijdschrift Natuur . De studie maakt gebruik van ijskapmodellering om het verleden te begrijpen, heden en toekomst van de Groenlandse ijskap. Wetenschappers gebruikten nieuwe, gedetailleerde reconstructies van het oude klimaat om het model aan te drijven, en valideerde het model tegen real-world metingen van de hedendaagse en oude grootte van de ijskap.

De bevindingen plaatsen de moderne achteruitgang van de ijskap in een historische context, benadrukken hoe extreem en ongebruikelijk de verwachte verliezen voor de 21e eeuw zouden kunnen zijn, zeggen onderzoekers.

"In principe, we hebben onze planeet zo veranderd dat de snelheid van het smelten van de ijskap deze eeuw hoger ligt dan alles wat we hebben gezien onder natuurlijke variabiliteit van de ijskap in de afgelopen 12, 000 jaar. We blazen dat uit het water als we de uitstoot van broeikasgassen niet drastisch verminderen, " zegt Jason Briner, doctoraat, hoogleraar geologie aan de universiteit van Buffalo College of Arts and Sciences. Briner leidde de gezamenlijke studie, het coördineren van het werk van wetenschappers uit meerdere disciplines en instellingen.

"Als de wereld op een enorm energiedieet gaat, in lijn met een scenario dat het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering RCP2.6 noemt, ons model voorspelt dat de snelheid van massaverlies van de Groenlandse ijskap deze eeuw slechts iets hoger zal zijn dan in de afgelopen 12, 000 jaar, " voegt Briner toe. "Maar, zorgelijker, is dat onder een RCP8.5-scenario met hoge emissies - het scenario dat de Groenlandse ijskap nu volgt - de snelheid van massaverlies ongeveer vier keer zo hoog zou kunnen zijn als de hoogste waarden die werden ervaren onder natuurlijke klimaatvariabiliteit in de afgelopen 12, 000 jaar."

Hij en collega's zeggen dat de resultaten herhalen dat landen over de hele wereld nu actie moeten ondernemen om de uitstoot te verminderen, vertragen de daling van de ijskappen, en de stijging van de zeespiegel tegen te gaan. Het onderzoek werd grotendeels gefinancierd door de Amerikaanse National Science Foundation.

ijskapmodellering combineren met veldwerk, waarnemingen uit het echte leven

De studie bracht klimaatmodelleurs samen, ijskern wetenschappers, experts op het gebied van teledetectie en paleoklimaatonderzoekers van de UB, NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), de Universiteit van Washington (UW), Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO) van de Columbia University, de Universiteit van Californië, Irvine (UCI) en andere instellingen.

Dit multidisciplinaire team gebruikte een ultramodern ijskapmodel om veranderingen in de zuidwestelijke sector van de Groenlandse ijskap te simuleren, vanaf het begin van het Holoceen ongeveer 12, 000 jaar geleden en strekt zich 80 jaar uit tot 2100.

Wetenschappers hebben de nauwkeurigheid van het model getest door de resultaten van de simulaties van het model te vergelijken met historisch bewijs. De gemodelleerde resultaten kwamen goed overeen met gegevens die verband houden met feitelijke metingen van de ijskap die de afgelopen decennia door satellieten en luchtonderzoeken zijn gedaan, en met veldwerk om de oude grenzen van de ijskap te identificeren.

Hoewel het project zich richtte op het zuidwesten van Groenland, onderzoek toont aan dat veranderingen in de snelheid van ijsverlies daar vaak nauw overeenkomen met veranderingen over de hele ijskap.

"We vertrouwden op hetzelfde ijskapmodel om het verleden te simuleren, het heden en de toekomst, " zegt co-auteur Jessica Badgeley, een doctoraat student aan het UW Department of Earth and Space Sciences. "Dus, onze vergelijkingen van de verandering van de ijskapmassa door deze tijdsperioden zijn intern consistent, wat zorgt voor een robuuste vergelijking tussen eerdere en verwachte ijskapveranderingen."

"We hebben ons begrip van hoe abnormaal de toekomstige Groenlandse verandering zal zijn, aanzienlijk verbeterd, " zegt co-auteur Joshua Cuzzone, doctoraat, een assistent-projectwetenschapper bij UCI die een groot deel van zijn werk aan de studie voltooide als postdoctoraal onderzoeker bij JPL en UCI. "Dit werk vertegenwoordigt een enorm succes voor multidisciplinaire wetenschap en samenwerking, en vertegenwoordigt een kader voor toekomstig succesvol multidisciplinair werk."

Cuzone en andere onderzoekers van UCI en JPL leidden ijskapmodellering, gebruik te maken van het werk van collega's bij UW, die gegevens van ijskernen gebruikten om kaarten te maken van temperaturen en neerslag in het studiegebied die werden gebruikt om de ijskapmodelsimulaties tot het jaar 1850 aan te sturen. Eerder gepubliceerde klimaatgegevens werden gebruikt om de simulaties na die datum aan te sturen.

Wetenschappers van UB en LDEO werkten samen aan veldwerk dat hielp bij het valideren van het model door duizenden jaren geleden de grenzen van de ijskap in het zuidwesten van Groenland te identificeren.

"We hebben een uiterst gedetailleerde geologische geschiedenis opgebouwd van hoe de rand van de zuidwestelijke Groenlandse ijskap door de tijd bewoog door beryllium-10 te meten in rotsblokken die op morenen zitten, " zegt co-auteur Nicolás Young, doctoraat, universitair hoofddocent bij LDEO. "Moraines zijn grote hopen puin die je in het landschap kunt vinden die de voormalige rand van een ijskap of gletsjer markeren. Een beryllium-10-meting vertelt je hoe lang die kei en morene daar hebben gezeten, en vertelt je daarom wanneer de ijskap precies op die plek was en dat rotsblok heeft afgezet.

"Verbazingwekkend, het model reproduceerde de geologische reconstructie heel goed. Dit gaf ons het vertrouwen dat het ijskapmodel goed presteerde en ons zinvolle resultaten opleverde. Je kunt alles modelleren wat je wilt en je model zal altijd een antwoord uitspugen, maar we hebben een manier nodig om te bepalen of het model goed werk levert."

Een continue tijdlijn van veranderingen aan de Groenlandse ijskap

Het onderzoek levert een belangrijke bijdrage door het maken van een tijdlijn van het verleden, heden en toekomst van de Groenlandse ijskap, zegt Briner. De resultaten zijn ontnuchterend.

"We hebben lange tijdlijnen van temperatuurveranderingen, verleden naar heden naar de toekomst, die de invloed van broeikasgassen op de temperatuur van de aarde laten zien, ' zegt Briner. 'En nu, Voor de eerste keer, we hebben een lange tijdlijn van de effecten van die temperatuur - in de vorm van het smelten van de Groenlandse ijskap - van het verleden tot het heden en de toekomst. En wat het laat zien, is een eye-opener."

"Het is geen geheim dat de Groenlandse ijskap in een ruwe vorm verkeert en steeds sneller ijs verliest, zegt Young. "Maar als iemand hier gaten in wil prikken, ze konden gewoon vragen, 'hoe weet je dat dit niet alleen een onderdeel is van de natuurlijke variabiliteit van de ijskap?' We zullen, wat onze studie suggereert, is dat de snelheid van ijsverlies voor deze eeuw hoger zal zijn dan het tempo van ijsverlies voor een enkele eeuw in de afgelopen 12, 000 jaar. Ik denk dat dit de eerste keer is dat de huidige gezondheid van de Groenlandse ijskap stevig in een langetermijncontext is geplaatst."

Ondanks deze ontnuchterende resultaten, een essentiële conclusie van de toekomstige projecties van het model is dat het voor mensen en landen over de hele wereld nog steeds mogelijk is om een ​​belangrijk verschil te maken door de uitstoot te verminderen, zegt Briner. Modellen van de RCP2.6- en RCP8.5-scenario's leveren zeer verschillende resultaten op, met hoge-emissiescenario's die enorme achteruitgang van de gezondheid van de ijskap veroorzaken, en aanzienlijke zeespiegelstijging.

"Onze bevindingen zijn de zoveelste wake-up call, vooral voor landen als de V.S., ' zegt Briner. 'Amerikanen verbruiken meer energie per persoon dan enig ander land ter wereld. Ons land heeft meer CO . geproduceerd ₂ dat zich tegenwoordig in de atmosfeer bevindt dan enig ander land. Amerikanen moeten op een energiedieet gaan. De meest welvarende Amerikanen, die de hoogste energievoetafdruk hebben, het zich kunnen veroorloven om veranderingen in levensstijl aan te brengen, vlieg minder, zonnepanelen installeren en een energiezuinig voertuig besturen."

"Deze studie toont aan dat het toekomstige ijsverlies waarschijnlijk groter zal zijn dan alles wat de ijskap in het Holoceen heeft meegemaakt - tenzij we in de toekomst een scenario met een lage koolstofemissie volgen, ' Zegt Badgeley.