De intensiteit en snelheid van smelten tijdens het voorlaatste smelten van het ijs was veel hoger dan eerder werd gedacht, volgens een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications . Volgens de conclusies van de studie was in dit klimaatveranderingsscenario de instabiliteit van op zee gebaseerde ijskappen - die welke rechtstreeks in de oceaan stromen - van groot belang bij het versnellen van de opwarming van de aarde.

Het artikel is gebaseerd op een onderzoeksproject onder leiding van Isabel Cacho, professor aan de afdeling Earth and Ocean Dynamics van de faculteit Aardwetenschappen van de Universiteit van Barcelona en lid van de UB Consolidated Research Group in Marine Geosciences, samen met Heather M. Stoll, professor aan het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich (Zwitserland).

Het precies kennen van de snelheid van het smeltproces van grote poolijsmassa's is een van de grote wetenschappelijke uitdagingen met betrekking tot klimaatverandering. De studie van het smelten van ijs in het verleden - hoewel ze niet analoog zijn aan de huidige situatie - biedt een experimenteel scenario voor het analyseren van de reactiesnelheid van deze ijsmassa's.

Om de smeltprocessen op de planeet te bestuderen, waren tot nu toe alleen solide chronologieën beschikbaar voor de laatste deglaciatie, een klimatologische periode die ongeveer 9.000 jaar duurde. De studie, gedeeltelijk uitgevoerd in de wetenschappelijke en technologische centra van de UB (CCiTUB), presenteert nu het eerste record van het smelten van de voorlaatste deglaciatie met een robuuste en contrasterende chronologie, en het onthult dat dit smelten zich concentreerde over een periode van ongeveer 5.000 jaar - van 135.000 tot 130.000 jaar vóór het heden - wat belangrijke veranderingen met zich meebracht in de chronologieën die tot nu toe waren geaccepteerd.

Stalagmieten op de Cantabrische bergen om klimaatverandering te bestuderen

De voorlaatste deglaciatie is een periode die moeilijk te dateren is met behulp van mariene records, altijd gebaseerd op indirecte technieken die zeer onnauwkeurig zijn voor het analyseren van veranderingen in het klimaatsysteem op een tijdschaal van decennia, eeuwen of zelfs millennia. Deze studie is gebaseerd op de analyse van stalagmieten uit de grotten van de Cantabrische bergen op het Iberisch schiereiland, klimaatarchieven die veranderingen in het zoutgehalte van de Noord-Atlantische Oceaan onthullen die zijn afgeleid van het smelten van grote poolijskappen en; daarnaast geven ze informatie over de evolutie van de atmosferische temperaturen in de regio in het verleden.

"Tot op heden was deze voorlaatste deglaciatie alleen goed gedateerd in grotgegevens uit tropische gebieden (Azië en Zuid-Amerika), maar in geen geval waren ze in staat om het smeltsignaal boven de Noord-Atlantische Oceaan te vangen", zegt Isabel Cacho, ICREA Academia-onderzoeker bij de UB.

Het gebruik van stalagmieten als klimaatsensoren maakt het mogelijk om chronologieën vast te stellen met een hoge wetenschappelijke nauwkeurigheid. Maar bovendien pikt de chemie van het carbonaat dat de stalagmieten vormt, klimatologische variabelen op die bepalend zijn voor de reconstructie van het klimaat. In het geval van de grotten in deze studie, brengen regenval in de Noord-Atlantische Oceaan het smeltsignaal over naar het carbonaat, terwijl de biologische activiteit van het land het luchttemperatuursignaal fixeert op de chemie van het water dat in de grot sijpelt.

Oceaan, atmosfeer en cryosfeer

De integratie van deze drie elementen - solide chronologieën, ijssmelt- en temperatuurindicatoren - geeft de gepubliceerde gegevens een uniek karakter van buitengewone waarde voor het begrijpen van de processen van atmosfeer-oceaan-interactie tijdens fasen van de opwarming van de aarde. Deze resultaten hebben ons in staat gesteld om eerder aanvaarde hypothesen te herformuleren en een nieuw chronologisch kader te schetsen dat is overgebracht naar bestaande mariene records, wat een nieuw perspectief biedt op de snelheid van de processen die aan het werk zijn tijdens de voorlaatste deglaciatie.

"Onze studie legt een ankerpunt in de chronologie van het begin tot het einde van het smelten, wat de lang aanvaarde hypothese bevestigt dat veranderingen in de zonnestraling gecontroleerd door de orbitale bewegingen van de aarde de triggers zijn van deze grote klimaatverandering", zegt Isabel Cacho. "Maar het stelt ons in staat om voor het eerst een robuuste chronologie vast te stellen van de oceanische en atmosferische feedbackprocessen die worden veroorzaakt door deze aanvankelijke verandering van de zonnestraling, een verandering die zeer bescheiden was met betrekking tot de energiebalans van de aarde."

"Daarom werd de intensiteit van de opwarming van de laatste deglaciatie niet gecontroleerd door de veranderingen in de zonnestraling, maar door klimaatfeedbackprocessen tussen de oceaan, de atmosfeer en de cryosfeer of de ijsmassa", voegt ze eraan toe.

De kwetsbaarheid van op zee gebaseerde ijskappen

Op zee gebaseerde ijskappen waren instrumenteel in het versnellen van het opwarmingsproces van de voorlaatste deglaciatie. "Zeestromingen dragen bij aan het smelten van de basis van deze gletsjers, en naarmate deze structuren vloeibaarder en kwetsbaarder worden, versnelt de voortgang van de gletsjer en wordt het ijs rechtstreeks in de zee geloosd met een snelheid die de gletsjer niet toestaat om regenereren", legt professor Judit Torner uit, een lid van de UB Consolidated Research Group in Marine Geosciences en co-auteur van de studie.

De directe lozing van ijs in de oceaan heeft echter een directe impact op de oceaanstromingen en veroorzaakte een abrupte vertraging van de mariene circulatie in de Noord-Atlantische Oceaan. "Dit is in het verleden herhaaldelijk gebeurd, maar onze studie geeft aan dat dit proces bijzonder intens, snel en langdurig was tijdens de voorlaatste deglaciatie", voegt Torner toe.

Deze verandering in circulatie was beslissend in de klimaatevolutie omdat het rechtstreeks de oceanische koolstofcyclus beïnvloedde, met een toename van atmosferisch CO₂ niveaus en dus in het broeikaseffect van de atmosfeer. "Dit veroorzaakte een enorme versterking van het opwarmingsproces tijdens deze voorlaatste deglaciatie", merken de onderzoekers op.

Gletsjers uit het verleden, lessen uit het heden

Tegenwoordig hebben veel van de gletsjers in Groenland en Antarctica een mariene basis die tekenen van smelten en destabilisatie vertoont. Een andere reden tot zorg is dat de oceanische en atmosferische processen die reageerden op het smelten dat in het artikel wordt beschreven niet verschillen van die beschreven in andere deglaciaties, "maar de voorlaatste deglaciatie", zegt Isabel Cacho, "is uniek in de zin dat het weg naar een interglaciale periode die warmer was dan de huidige (ongeveer 0,5-1,5ºC warmer dan pre-industriële temperaturen)". Deze omstandigheden duurden eeuwen en veroorzaakten een superieur smelten van ijs op Groenland en Antarctica, waardoor de zeespiegel 5-6 meter boven het huidige niveau steeg. "Dit suggereert dat niet alleen de feedbackprocessen zelf, maar ook de snelheid waarmee ze reageren, de intensiteit van klimaatverandering kunnen bepalen", voegt Cacho toe.

"Dit is zeer verontrustend, aangezien we momenteel de snelste klimaatverandering in de geschiedenis van onze planeet meemaken. Onze waarnemingen van vroegere klimaten bevestigen de beschikbare klimaatprojecties en dringen er bij ons op aan maatregelen te nemen om de opwarming van de aarde tot minder dan 1,5 ° C te beperken en Zo vertragen we een reeks veranderingen die hoge kosten met zich mee zullen brengen voor ons en de ecosystemen die ons in stand houden. Maar om de klimaatverandering in te dammen is onmiddellijke actie op alle niveaus nodig", concluderen de onderzoekers. + Verder verkennen

Paleoklimatoloog onthult oude klimaatfeedbacklus die de effecten van de laatste opwarming van de aarde versnelde