Een van de huidige mysteries van de klimaatwetenschap is het algemeen aanvaarde bewijs dat tijdens de meest recente natuurlijke warme periode van de planeet, ongeveer 128, 000 tot 117, 000 jaar geleden, de wereldwijde zeespiegel piekte zo hoog als 6 tot 9 meter (20 of 30 voet) hoger dan vandaag. En, tijdens dat zogenaamde laatste interglaciale, temperaturen waren slechts 1 of 2 graden C (1,8 tot 3,6 F) warmer dan die van pre-industriële tijden - punten die we tegen het einde van de eeuw kunnen overtreffen, indien niet eerder. Een dergelijke zondvloed zou alleen kunnen zijn veroorzaakt door instortingen van de Groenlandse en/of Antarctische ijskappen. Als dat nu gebeurt, het zal een groot deel van de mensenwereld verdrinken. Nog, althans tot nu toe, modellen van toekomstige zeespiegelstijging schommelen over het algemeen rond een meter of zo binnen de komende 100 jaar. Wat missen we, en hoeveel zou het ons moeten schrikken?

In een nieuwe studie, een team van het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University gelooft dat ze een antwoord hebben:ze zeggen dat onderzoekers die tekenen van vroegere zeespiegels langs verschillende kusten onderzoeken, mogelijk niet nauwkeurig hebben gecorrigeerd voor langdurige ups en downs van het land zelf. Gebaseerd op nieuwe geavanceerde metingen die in de Bahama's zijn gedaan, samen met nieuwe methoden voor het analyseren van gegevens, de onderzoekers produceerden lagere - hoewel nog steeds ontmoedigende - schattingen voor het laatste interglaciaal. Ze zeggen dat de zeeën minstens 1,2 meter hoger waren dan vandaag - ongeveer in lijn met de meeste huidige modellen voor de komende 100 jaar. Echter, ze zeggen, niveaus hadden hoger kunnen zijn. Een onwaarschijnlijke bovengrens, ze zeggen, is 5,3 meter (17 voet). Het onderzoek verschijnt deze week in de Proceedings van de National Academy of Sciences.

"Om tot 9 meter zeespiegelstijging te komen, je zou grote delen van Groenland en Antarctica moeten smelten, " zei hoofdauteur Blake Dyer. "Dit suggereert dat dit niet is gebeurd. Dus misschien moeten we ons niet zo slecht voelen over de toekomst. Anderzijds, onze lagere schatting is slecht, en onze bovenste is echt slecht."

Sleutel tot de nieuwe studie:het feit dat naarmate de ijskappen zich opstapelen, ze drukken het land onder hen uit. Het ijs dat het noorden van Noord-Amerika bedekte tijdens de laatste ijstijd tot ongeveer 15, 000 jaar geleden verpletterde het land honderden meters. Maar de aarde is elastisch:wat op de ene plaats naar beneden gaat, gaat ergens anders omhoog, zoals wanneer je in een rubberen bal of een binnenband knijpt. Deze uitvloeisel vervormingen buiten de ijzige gebieden zijn nog steeds slecht begrepen; ze kunnen honderden of duizenden kilometers over honderden of duizenden jaren kruipen. Ze bewegen zich voornamelijk in de plooibare mantel, zo'n 100 tegen 1, 000 kilometer naar beneden, voordat het weer op het oppervlak uitpuilt. Vervolgens, als het ijs smelt, het proces gaat in omgekeerde volgorde; voorheen met ijs bedekte gebieden herstellen, terwijl die aan de rand zinken, in langzame wipmode.

Blijkbaar, dergelijke bewegingen, bekend als glaciale isostatische rebound, kan schattingen van vroegere waterstanden vertekenen, en klimaatwetenschappers hebben moeite om zich voor hen nauwkeurig aan te passen. Bijvoorbeeld, eerdere studies hebben gesuggereerd dat topografische rimpelingen van de ijstijden van Noord-Amerika langs de Amerikaanse oostkust zijn gereisd en helemaal tot aan de archipel van de Bahama's hebben bereikt. Dit duwde de eilanden omhoog toen het ijs hoog was, en liet ze langzaam weer zakken toen het ijs smolt. Maar hoeveel precies en wanneer, was niet duidelijk. Om meer te weten te komen, de onderzoekers bestudeerden de kustafzettingen van de eilanden tot in detail.

De Bahama's lopen van noord naar zuid voor 1, 200 kilometer, waardoor ze ideaal zijn voor de studie van glaciale isostatische rebound. theoretisch, cycli van uitpuilen en bodemdaling zouden dichter bij het ijs groter zijn, en verdwijn verder naar het zuiden, zoals blijkt uit de kustafzettingen van de eilanden. Dit is precies wat de onderzoekers vonden.

Trekking langs de kusten van zeven eilanden, het team heeft precies de hoogten van verschillende soorten geologische formaties gemeten, inclusief fossiele koraalriffen; gefossiliseerde randen van oude stranden en kustzandafzettingen; en fossiele zandduinen. Ze vonden op elk eiland vergelijkbare reeksen van vergelijkbare leeftijden, maar hun hoogte varieerde afhankelijk van de breedtegraad. Dit betekende dat de variaties niet alleen door waterstanden konden worden veroorzaakt; bewegingen van het land moest worden overwogen. Alle metingen bij elkaar opgeteld, ze concludeerden dat eilanden in het noorden waarschijnlijk wel 10 meter zijn gezonken tijdens het interglaciaal, terwijl die naar het zuiden slechts ongeveer 6 meter zonken. Ze combineerden deze bevindingen met honderden verschillende modellen van hoe glaciale isostatische rebound door de aarde had kunnen reizen, en zette de berekeningen om in mondiale zeespiegels. Dit leverde de nieuwe, lagere schattingen.

"Veel van wat we voor de toekomst inschatten, is gebaseerd op wat we uit het verleden waarnemen, dus dit heeft direct invloed op onze projecties, " zei co-auteur Jacqueline Austermann, een geodynamicus bij Lamont-Doherty. "Als onze lagere schattingen waar zijn, de implicatie is dat de ijskappen zullen reageren op opwarming, maar misschien niet zo dramatisch als we dachten."

Eén addertje onder het gras:het bewijs voor de veel hogere schattingen van de zeespiegelstijging tijdens het laatste interglaciaal komt van veel andere plaatsen, inclusief de Middellandse Zee, de Indische Oceaan en Australië. De auteurs van de nieuwe studie beweren dat de eerdere analyses gedeeltelijk gebaseerd zouden kunnen zijn op een foutieve veronderstelling dat de ijskap die Noord-Amerika bedekte vóór 128, 000 jaar geleden was even groot als de meer recente. De nieuwe studie suggereert dat de vorige ijskap in feite kleiner was, en dit zou de berekeningen op andere locaties kunnen hebben beïnvloed. Eerdere schattingen kunnen ook worden beïnvloed door aannames over de grootte van de afzonderlijke ijskap die Scandinavië bedekte, Noord-Europa en Noordwest-Rusland.

Ook, de warme temperaturen van het laatste interglaciaal werden langzaam geproduceerd door variaties in de richting van de aarde ten opzichte van de zon gedurende duizenden jaren, en heeft mogelijk niet beide polen tegelijk beïnvloed. Studie co-auteur Maureen Raymo, directeur van Lamont-Doherty en co-decaan van de nieuwe Columbia Climate School, zei dat dit zou kunnen betekenen dat wanneer sommige poolgebieden ijs aan het verliezen waren, anderen hadden misschien gewonnen. Dit zou hebben geholpen om de zaken in evenwicht te brengen en de wereldwijde zeespiegelstijging te beperken. "Dit is nog een vraag. Modellen van ijskappen zijn nog in hun peutertijd, " zei ze. Ze wijst erop dat de menselijke koolstofemissies de aarde nu veel sneller en gelijkmatiger opwarmen dan tijdens het laatste interglaciale, dus er is geen garantie voor een dergelijke buffer. "Dat maakt het moeilijker om de resultaten op vandaag toe te passen, "zei ze. "Het makkelijkste om te zeggen zou zijn:'Oh, we hebben laten zien dat de zeespiegel niet zo slecht was, en dat is geweldig.' Het moeilijkere antwoord, het meer eerlijke antwoord, is dat de dingen toen misschien anders waren, en we zijn niet in het reine."

De studie is niet de eerste die op de proppen komt met lagere zeespiegelschattingen voor het laatste interglaciaal. Vorig jaar, een onderzoek onder leiding van Peter Clark van de Oregon State University suggereerde dat het niveau in de buurt van 4 meter zou kunnen zijn gestegen. Echter, die studie was strikt gebaseerd op modellering, geen nieuw geologisch bewijs, net als bij de nieuwe studie.

Robert Kop, een klimaatwetenschapper aan de Rutgers University wiens werk veel wordt aangehaald als bewijs voor de veel hogere zeespiegels van het laatste interglaciale, zei dat de studie "een substantiële kritische evaluatie zou moeten inspireren van wat we begrijpen - of wat we denken te begrijpen - over het laatste interglaciaal. Gezien het feit dat het gebaseerd is op een enkele regio, Ik denk dat het moet worden gezien als een alternatieve hypothese voor de heersende beoordeling [eerder] dan als de nieuwe beste schatting." Hij zei dat de volgende stap zou zijn om andere regio's opnieuw te onderzoeken.

De onderzoekers zijn van plan dat te doen, en zijn al bezig met het onderzoeken van nieuwe evaluaties van locaties in Denemarken, Frankrijk, Engeland en Zuid-Afrika.

Robert De Conto, een wetenschapper aan de Universiteit van Massachusetts, Amherst die polaire klimaatverandering bestudeert, zei over de studie, "Mijn gok is dat dit niet het laatste woord is op [laatste interglaciale] zeeniveau. Aanzienlijke onzekerheid, en de mogelijkheid van een veel hoger zeeniveau dan 1,2 meter blijft bestaan."

Eén ding is zeker:glaciale isostatische rebound is nog steeds aan het werk. In ons huidige interglaciaal, de Bahama's lijken op dit moment slechts onmerkbaar te zinken, maar dit is niet het geval langs de Amerikaanse oostkust. Op veel gebieden, de Atlantische Oceaan stijgt 1 tot 2 millimeter per jaar. Tegelijkertijd, de kust zinkt evenveel, als reactie op het smelten van de ijskap verder naar het noorden duizenden jaren geleden. Overstromingen van de resulterende dubbele klap zijn al in veel gebieden te zien.

De andere auteurs van de studie zijn William D'Andrea, Roger Creel, Michael Sandstrom en Miranda Cashman, heel Lamont-Doherty Earth Observatory; en Alessio Rovere van de Universiteit van Bremen. Blake Dyer is nu gevestigd aan de Universiteit van Victoria, in Brits-Columbia, Canada.