Een studie van twee methoden voor het reconstrueren van oude temperaturen heeft klimaatonderzoekers een beter begrip gegeven van hoe koud het was in Antarctica tijdens de laatste ijstijd rond 20, 000 jaar geleden.

Antartica, de koudste plek op aarde vandaag, was zelfs kouder tijdens de laatste ijstijd. Al decenia, de leidende wetenschap suggereerde dat de ijstijd op Antarctica gemiddeld ongeveer 9 graden Celsius koeler was dan nu.

Een internationaal team van wetenschappers, onder leiding van Christo Buizert van de Oregon State University, heeft ontdekt dat terwijl delen van Antarctica zo koud waren als 10 graden onder de huidige temperaturen, temperaturen boven centraal Oost-Antarctica waren slechts 4 tot 5 graden koeler, ongeveer de helft van de eerdere schattingen.

De bevindingen werden deze week gepubliceerd in Wetenschap .

"Dit is het eerste afdoende en consistente antwoord dat we hebben voor heel Antarctica, zei Buizert, een specialist in klimaatverandering van de Oregon State University. "De verrassende bevinding is dat de hoeveelheid koeling heel anders is, afhankelijk van waar je je op Antarctica bevindt. Dit patroon van afkoeling is waarschijnlijk te wijten aan veranderingen in de hoogte van de ijskap die plaatsvonden tussen de ijstijd en vandaag."

Het begrijpen van de temperatuur van de planeet tijdens de laatste ijstijd is van cruciaal belang om de overgang van een koud naar een warm klimaat te begrijpen en om te modelleren wat er kan gebeuren als de planeet opwarmt als gevolg van de huidige klimaatverandering, zei Ed Brook, een paleoklimatoloog bij OSU en een van de co-auteurs van het artikel.

"Antarctica is vooral belangrijk in het klimaatsysteem, Brook zei. "We gebruiken klimaatmodellen om de toekomst te voorspellen, en die klimaatmodellen moeten van alles kloppen. Een manier om deze modellen te testen, is ervoor te zorgen dat we het verleden goed hebben."

De co-auteurs van de studie zijn een internationaal team van onderzoekers uit de Verenigde Staten, Japan, het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk, Zwitserland, Denemarken Italië, Korea en Rusland. Het onderzoek werd mede mogelijk gemaakt door de National Science Foundation.

"De internationale samenwerking was van cruciaal belang om deze vraag te beantwoorden, omdat het zoveel verschillende metingen en methoden omvatte van ijskernen over heel Antarctica, " zei co-auteur T.J. Fudge, een assistent-professor in Earth and Space Sciences aan de Universiteit van Washington. "Met ijskernen die onlangs werden geboord met steun van de National Science Foundation, konden we nieuwe inzichten verkrijgen uit eerder geboorde kernen, ook."

De laatste ijstijd vertegenwoordigt een natuurlijk experiment om de gevoeligheid van de planeet voor veranderingen in broeikasgassen zoals koolstofdioxide, aldus de onderzoekers. Kernmonsters genomen uit ijs dat zich in de loop van honderdduizenden jaren heeft gevormd, helpen dat verhaal te vertellen.

Onderzoekers hebben in het verleden waterisotopen gebruikt die zich in de ijslagen bevinden, die in wezen werken als een thermometer, temperaturen van de laatste ijstijd te reconstrueren. In Groenland, die isotoopveranderingen kunnen worden gekalibreerd met andere methoden om hun nauwkeurigheid te garanderen. Maar voor het grootste deel van Antarctica, onderzoekers hebben de waterisotoopthermometer niet kunnen kalibreren met andere methoden.

"Het is alsof we een thermometer hebben, maar we konden de schaal niet lezen, zei Buizert, een assistent-professor in OSU's College of Earth, Oceaan, en Atmosferische Wetenschappen. "Een van de plaatsen waar we geen kalibratie hadden, is Oost-Antarctica, waar de oudste continue records van ijskernen zijn geboord, waardoor het een kritieke locatie is voor het begrijpen van de klimaatgeschiedenis."

In de nieuwe studie de onderzoekers gebruikten twee methoden om oude temperaturen te reconstrueren, met behulp van ijskernen van zeven locaties op Antarctica - vijf van Oost-Antarctica en twee van West-Antarctica.

De boorgatthermometriemethode meet temperaturen over de hele dikte van een ijskap. De Antarctische ijskap is zo dik dat het een herinnering aan vroeger, koudere ijstijdtemperaturen die kunnen worden gemeten en gereconstrueerd, zei Fudge, een assistent-professor in de afdeling aard- en ruimtewetenschap aan de Universiteit van Washington.

De tweede methode onderzoekt de eigenschappen van het sneeuwpakket terwijl het zich opbouwt en in de loop van de tijd in ijs verandert. In Oost-Antarctica, die sneeuwlaag kan variëren van 50 tot 120 meter dik en is in de loop van duizenden jaren verdicht in een proces dat erg gevoelig is voor temperatuurveranderingen.

De onderzoekers ontdekten dat beide methoden vergelijkbare temperatuurreconstructies produceerden, hen vertrouwen te geven in de resultaten.

Ze ontdekten ook dat de hoeveelheid afkoeling in de ijstijd gerelateerd is aan de vorm van de ijskap. Tijdens de laatste ijstijd, een deel van de Antarctische ijskap werd dunner naarmate de hoeveelheid sneeuwval afnam, zei Buizert. Dat verlaagt de oppervlaktehoogte en de koeling in die gebieden was 4 tot 5 graden. Op plaatsen waar de ijskap tijdens de ijstijd veel dikker was, temperaturen gekoeld met meer dan 10 graden.

"Deze relatie tussen hoogte en temperatuur is bekend bij bergbeklimmers en piloten - hoe hoger je gaat, hoe kouder het wordt, ' zei Buizert.

De bevindingen zijn belangrijk voor het verbeteren van toekomstige klimaatmodellering, maar ze veranderen niet de perceptie van onderzoekers over de gevoeligheid van de aarde voor koolstofdioxide, het primaire broeikasgas dat door menselijke activiteit wordt geproduceerd, hij zei.

"Dit artikel is consistent met de leidende theorieën over gevoeligheid, "Zei Buizert. "We maken ons vandaag evenveel zorgen over klimaatverandering als gisteren."