Onderzoekers van het Niels Bohr Instituut, Universiteit van Kopenhagen hebben, in samenwerking met Noorse onderzoekers in het ERC Synergy-project, ICE2ICE, hebben aangetoond dat abrupte klimaatverandering plaatsvond als gevolg van wijdverbreide afname van zee-ijs. Deze wetenschappelijke doorbraak sluit een langlopend debat af over de mechanismen die de abrupte klimaatverandering tijdens de ijstijd veroorzaken. Het documenteert ook dat de oorzaak van de snelheid en omvang van de plotselinge klimaatverandering in de oceanen moet worden gevonden.

Wetenschappelijk bewijs voor abrupte klimaatverandering in het verleden eindelijk bereikt

Tijdens de laatste ijstijd, app. 10, 000-110, 000 jaar geleden was het noordelijk halfrond bedekt met gletsjerijs en uitgebreid zee-ijs, die de noordse zeeën bestrijken. Het koude glaciale klimaat werd onderbroken door perioden van snelle opwarming tot 16,5 graden Celsius boven de Groenlandse ijskap, de zogenaamde Dansgaard Oeschger-evenementen (D-O).

Deze snelle glaciale klimaatschommelingen werden decennia geleden ontdekt in ijskernboringen in Groenland, maar de oorzaak ervan is fel betwist. D-O-gebeurtenissen zijn tegenwoordig van bijzonder belang, omdat de snelheid van opwarming erg lijkt op wat tegenwoordig in grote delen van het noordpoolgebied kan worden waargenomen. De nieuwe resultaten laten zien dat abrupte klimaatverandering in het verleden nauw verband hield met de snelle en uitgebreide afname van de zee-ijsbedekking in de Noordse zeeën. Dit is zeer belangrijke kennis, aangezien het zee-ijs momenteel elk jaar afneemt.

"Ons, tot nu toe, meest uitgebreide en gedetailleerde reconstructie van zee-ijs documenteert het belang van de snelle afname van de zee-ijsbedekking en de daarmee samenhangende feedbackmechanismen die abrupte klimaatverandering veroorzaken, " zegt Henrik Sadatzki, eerste auteur van de studie.

Sedimentkern- en ijskerngegevens werden gecombineerd om tot het resultaat te komen

De Noorse onderzoekers onderzochten twee sedimentkernen uit de Noorse zee, en de Deense onderzoekers onderzochten een ijskern uit Oost-Groenland op veranderingen in de zee-ijsbedekking. Zowel sediment- als ijskernen werden minutieus gedateerd en verder met elkaar verbonden door verschillende vulkanische aslagen (tephra) die in beide werden geïdentificeerd.

Vroegere zee-ijsbedekking werd gereconstrueerd in de mariene kernen door de relatie te observeren tussen specifieke organische moleculen geproduceerd door algen die in zee-ijs leven, en anderen door algen die in ijsvrij water leven. In de Renland-ijskern uit Oost-Groenland keken de onderzoekers naar het broomgehalte. Deze inhoud is verbonden met nieuw gevormd zee-ijs, omdat het broomgehalte toeneemt bij de vorming van zee-ijs. Een robuuste chronologie en informatie over zee-ijs in zowel sedimentkernen als de ijskern zou kunnen worden vastgesteld en gebruikt om de omvang van de veranderingen in het zee-ijs in de Noordse zeeën tijdens de laatste ijstijd te onderzoeken.

"We hebben onderzocht hoe de zee-ijsbedekking veranderde tijdens de laatste ijstijd in zowel mariene kernen als ijskernen. Met de hoge resolutie in onze datasets kunnen we zien dat de Noordse zeeën, tijdens de snelle klimaatveranderingen in de ijstijd, veranderen van het hele jaar door bedekt zijn met ijs naar seizoensgebonden ijsbedekking. Dit is kennis die we kunnen toepassen in ons beter begrip van hoe de afname van het zee-ijs die we vandaag waarnemen, het klimaat in het noordpoolgebied kan beïnvloeden, " zegt Helle Astrid Kjær, Universitair hoofddocent aan het IJs, Afdeling Klimaat en Geofysica van het Niels Bohr Instituut.

Veranderingen in het zee-ijs in het verleden laten zien hoe het klimaat van vandaag abrupt kan veranderen

Uit de gegevens die de groep onderzoekers presenteert, blijkt dat de Noordse zeeën in koude periodes bedekt waren met uitgebreid zee-ijs, terwijl warmere periodes worden gekenmerkt door verminderde, seizoensgebonden zee-ijs, evenals vrij open ijsvrije oceanen. "Onze gegevens laten zien dat de uitgebreide afname van het zee-ijs zou kunnen hebben plaatsgevonden gedurende een periode van 250 jaar of minder, gelijktijdig met een fase waarin het water in de oceanen in het noorden zich vermengde met de noordse zee, en dat deze situatie leidde tot plotselinge veranderingen in de atmosferische opwarming, ' zegt Sadatzki.

Toen de Noordse zee abrupt veranderde van met ijs bedekte zee in open zee, de energie van het warmere oceaanwater werd afgegeven aan de koude atmosfeer, wat leidt tot versterking van de plotselinge opwarming van het klimaat. Het resultaat van de studie documenteert dat zee-ijs een 'kantelend element' is in het nauw gekoppelde oceaan-ijs-klimaatsysteem. Dit is bijzonder relevant vandaag, omdat de nog meer open oceaan in het noorden kan leiden tot een vergelijkbare abrupte klimaatverandering.