Tijdens ijstijden, de zeespiegel daalt, omdat enorme hoeveelheden water worden opgeslagen in de enorme gletsjers in het binnenland. Daten, echter, computermodellen hebben de hoogte van de zeespiegel niet kunnen verzoenen met de dikte van de gletsjers. Met behulp van innovatieve nieuwe berekeningen, een team van klimaatonderzoekers onder leiding van het Alfred Wegener Instituut is er nu in geslaagd deze discrepantie te verklaren. De studie, die onlangs in het tijdschrift werd gepubliceerd Natuurcommunicatie , zou het onderzoek naar de klimaatgeschiedenis van onze planeet aanzienlijk kunnen bevorderen.

Tijdens overgangen van glacialen naar interglacialen, de gletsjers op Groenland en in Noord-Amerika en Europa nemen in de loop van tienduizenden jaren toe en nemen af. Hoe meer water er wordt opgeslagen in de machtige gletsjers, hoe minder er in de oceanen is - en hoe lager het zeeniveau. Klimaatonderzoekers onderzoeken nu in hoeverre de gletsjers de komende eeuwen kunnen smelten als gevolg van antropogene klimaatverandering, en hoeveel de zeespiegel daardoor zou stijgen. Om dit te doen, ze kijken terug in het verleden. Als ze de ijsgroei en het smelten tijdens voorbije ijstijden en interglacialen kunnen begrijpen, ze zullen waardevolle conclusies kunnen trekken over de toekomst.

Het 'ontbrekende ijsprobleem'

Echter, het verre verleden reconstrueren is geen sinecure, omdat de dikte en het zeeniveau van de gletsjers niet direct kunnen worden gemeten. Overeenkomstig, klimaatonderzoekers moeten zorgvuldig bewijs verzamelen waarmee ze zich een beeld van het verleden kunnen vormen. Het probleem:er ontstaan ​​verschillende beelden, afhankelijk van het soort bewijsmateriaal dat is verzameld. We kunnen niet met absolute zekerheid zeggen hoe de situatie er tienduizend jaar geleden werkelijk uitzag. Dit 'missing ice-probleem' bleef jarenlang onopgelost. Het beschrijft de incongruentie van twee verschillende wetenschappelijke benaderingen die probeerden de hoogte van de zeespiegel en de gletsjerdikte op het hoogtepunt van de laatste ijstijd met elkaar te verzoenen. ca. 20, 000 jaar geleden. Een team van klimaatexperts onder leiding van Evan Gowan van het Alfred Wegener Instituut, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) in Bremerhaven heeft het probleem nu opgelost met een nieuwe methode. "Het lijkt erop dat we een nieuwe manier hebben gevonden om het verleden te reconstrueren tot in de jaren 80, 000 jaar, " zegt dr. Gowan, die het probleem al ongeveer tien jaar onderzoekt. Deze bevindingen zijn nu gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Sedimentanalyse versus wereldwijde klimaatmodellering

Het 'missing ice-probleem' is gebaseerd, aan de ene kant, op een analyse van sedimenten uit kernmonsters verzameld van de zeebodem in de tropen. Deze bevatten sporen van koralen die ons vandaag de dag nog kunnen vertellen in hoeverre de zeespiegel in de loop van de millennia is gestegen of gedaald. Waarom? Omdat koralen alleen in goed verlichte wateren in de buurt van het oceaanoppervlak leven. De sedimentkernen geven aan dat 20, 000 jaar geleden, de zeespiegel in de tropen impliceerde dat de zeespiegel ongeveer 130 meter lager was dan nu. Anderzijds, eerdere modellen hebben gesuggereerd dat de ijsmassa's niet groot genoeg waren 20, 000 jaar geleden om zo'n lage zeespiegel te verklaren. Om preciezer te zijn, dat de zeespiegel zo laag is, op wereldschaal zou een extra hoeveelheid water met tweemaal de massa van de Groenlandse ijskap bevroren moeten zijn; vandaar het 'missing ice-probleem'.

glaciaal gedrag begrijpen

Met zijn nieuwe methode Gowan heeft nu de zeespiegel en de gletsjermassa met elkaar verzoend:volgens zijn berekeningen, de zeespiegel was toen ca. 116 meter lager dan nu. Op basis van zijn aanpak er is geen discrepantie in termen van gletsjermassa. In tegenstelling tot het vorige globale model, Gowan onderzocht nauwkeurig de geologische omstandigheden in de gletsjergebieden:hoe steil was het ijsoppervlak? Waar stroomden gletsjers? In hoeverre weerstonden de rotsen en het sediment aan de voet van het ijs de ijsstroom? Zijn model houdt rekening met al deze aspecten. Het houdt ook rekening met de mate waarin de ijskap in de respectieve gebieden op de aardkorst drukte. "Dat hangt af van hoe stroperig de onderliggende mantel was, Gowan legt uit. "We baseren onze berekeningen op verschillende mantelviscositeiten, en komen daardoor tot verschillende ijsmassa's." De resulterende ijsmassa's kunnen nu zonder enige discrepantie worden verzoend met de zeespiegel.

Het gevestigde model is gebrekkig

In het recente artikel van Gowan en zijn team wordt kritisch gekeken naar de lang gevestigde wetenschappelijke methode die wordt gebruikt om gletsjermassa's te schatten:de zuurstofisotoopmethode. Isotopen zijn atomen van hetzelfde element met verschillende aantallen neutronen en dus verschillende massa's. Zuurstof, bijvoorbeeld, heeft een aansteker ¹⁶ O isotoop, en een zwaardere ¹⁸ O isotoop. Volgens de conventionele theorie, de aansteker ¹⁶ O verdampt uit de oceanen, terwijl de zwaardere ¹⁸ O blijft in het water. Overeenkomstig, tijdens ijstijden, wanneer zich grote gletsjers in het binnenland vormen en het watervolume in de oceanen afneemt, de ¹⁸ O-concentratie in de oceanen zou moeten toenemen. Echter, zoals is aangetoond, dit gevestigde model levert discrepanties op als het gaat om het verzoenen van de zeespiegelhoogte en de gletsjermassa's voor de periode 20, 000 jaar geleden en eerder. "Voor vele jaren, het isotoopmodel is tot enkele miljoenen jaren geleden veelvuldig gebruikt om het ijsvolume van gletsjers te bepalen. Onze studie trekt de betrouwbaarheid van deze methode in twijfel, ", zegt Gowan. Zijn doel is om nu met zijn nieuwe methode de traditionele zuurstofisotoopmethode te verbeteren.