Vorige maand zag de gemiddelde concentratie van atmosferische kooldioxide (CO2) stijgen tot bijna 418 deeltjes per miljoen, een niveau dat al miljoenen jaren niet op aarde is gezien. Om een ​​idee te krijgen van wat onze toekomst kan brengen, wetenschappers hebben naar het diepe verleden gekeken. Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek van de Universiteit van Massachusetts Amherst, die klimaat combineert, simulaties van ijskap- en vegetatiemodellen met een reeks verschillende klimatologische en geologische scenario's, opent het duidelijkste venster tot nu toe in de diepe geschiedenis van de Antarctische ijskap en wat onze planetaire toekomst zou kunnen brengen.

De Antarctische ijskap heeft de bijzondere belangstelling van de wetenschappelijke gemeenschap gewekt omdat het "een spil is in het klimaatsysteem van de aarde, beïnvloedt alles, van oceanische circulatie tot klimaat, " zegt Anna Ruth Halberstadt, een promovendus in geowetenschappen en de hoofdauteur van het artikel, die onlangs in het tijdschrift verscheen Aardse en planetaire wetenschapsbrieven . Aanvullend, de ijskap bevat genoeg bevroren water om de huidige zeespiegel met 57 meter te verhogen.

Nog, het was moeilijk om het Antarctische klimaat in het midden van het Mioceen nauwkeurig te reconstrueren. Onderzoekers kunnen modellen draaien, maar zonder geologische gegevens om de modellen te controleren, het is moeilijk om te kiezen welke simulatie de juiste is. Omgekeerd, onderzoekers kunnen extrapoleren uit geologische gegevens, maar dergelijke datapunten bieden alleen lokale snapshots, geen bredere klimatologische context. "We hebben zowel modellen als geologische gegevens nodig om ook maar iets te weten, ", zegt Halberstadt. Er is nog een laatste complicerende factor:geologie. Antarctica wordt in tweeën gedeeld door de Transantarctische Bergen, en elk duidelijk beeld van de diepe geschiedenis van Antarctica moet de langzame stijging van de bergketen van het continent kunnen verklaren. "Zonder de hoogte te kennen, " zegt Halberstadt, "het is moeilijk om het geologische record te interpreteren."

Halberstadt en haar collega's, waaronder onderzoekers in zowel Nieuw-Zeeland als het VK, een unieke aanpak bedacht waarbij ze een ijskapmodel koppelden aan een klimaatmodel, terwijl ook de soorten vegetatie worden gesimuleerd die onder elk klimaatmodelscenario zouden groeien. Het team gebruikte historische geologische datasets met bekende paleoklimatologische datapunten als temperatuur in het verleden, vegetatie, en glaciale nabijheid, om hun gemodelleerde klimaten te benchmarken. Volgende, het team gebruikte hun gebenchmarkte modelruns om conclusies te trekken over welke CO2- en tektonische modelscenario's voldeden aan de bekende geologische beperkingen. Eindelijk, Halberstadt en haar collega's extrapoleerden continent-brede glaciale omstandigheden.

Het onderzoek, die werd gesteund door de NSF, reconstrueerde een dikke maar afgenomen ijskap onder de warmste milieuomstandigheden in het midden van het Mioceen. Bij dit model is hoewel de marges van de ijskap van Antarctica aanzienlijk waren teruggetrokken, meer neerslag leidde tot een verdikking van de binnengebieden van de ijskap. De modellering van het team suggereert verder dat ijs boven het Wilkes Basin-gebied van Antarctica vooruitging tijdens ijstijden en zich terugtrok tijdens interglacialen. Het Wilkes-bekken is de regio waarvan wordt gedacht dat deze bijzonder gevoelig is voor toekomstige opwarming en kan bijdragen aan toekomstige zeespiegelstijging.

"Het paleoklimaat van Antarctica, " zegt Halberstadt, "is fundamenteel om de toekomst te begrijpen."