Moleculaire fossielen en machine learning hebben wetenschappers in staat gesteld om de eerste kaarten van de Antarctische oceaantemperaturen in de afgelopen 45 miljoen jaar te bouwen, wat belangrijke inzichten biedt in toekomstige veranderingen in de zeespiegel.

Het team, geleid door wetenschappers van de Victoria University of Wellington (NZ) en Birmingham (VK), zegt dat hun resultaten suggereren dat we een "omslagpunt" naderen waar de opwarming van de oceaan veroorzaakt door atmosferisch CO₂ zal catastrofale stijgingen van de zeespiegel veroorzaken als gevolg van smeltende ijskappen. Hun resultaten zijn vandaag (15 september 2022) gepubliceerd in Nature Geoscience .

In de studie onderzocht het team moleculaire fossielen van kernmonsters die zijn genomen tijdens boorprojecten in de oceaan. De fossiele resten zijn in feite enkelvoudige lipide (onoplosbaar in water) moleculen geproduceerd door archaea - eencellige organismen die lijken op bacteriën. De archaea passen de samenstelling van hun buitenmembraanlipiden aan als reactie op veranderende zeetemperaturen. Door deze veranderingen te bestuderen, kunnen wetenschappers conclusies trekken over de oude zeetemperatuur die een bepaald monster zou hebben omgeven toen het stierf.

Hoewel deze moleculaire fossiele technieken goed worden gebruikt door paleoklimatologen, ging het team uit Wellington (NZ) en Birmingham (V.K.) nog een stap verder. Ze gebruikten machinaal leren om de techniek te verfijnen, wat het eerste record tot nu toe opleverde van veranderende Antarctische zeetemperaturen gedurende een groot deel van het Cenozoïcum - de afgelopen 45 miljoen jaar.

Dat betekent dat wetenschappers veel nauwkeuriger kunnen bepalen welke historische temperaturen de ijskappen in die periode deden groeien en krimpen. Het toekomstige verlies van ijskappen en het terugtrekken van gletsjers op Antarctica is van cruciaal belang, aangezien smeltend ijs in de regio de zeespiegel tot 50 meter zou kunnen doen stijgen.

"Het record dat we hebben geproduceerd, biedt een veel robuuster overzicht van fluctuerende Antarctische temperaturen en hoe deze zich verhouden tot veranderingen in de hoeveelheid ijs en de topografie van Antarctica gedurende deze periode en maakt de weg vrij voor betere schattingen van toekomstige gebeurtenissen." legt de Birmingham-hoofdauteur Dr. James Bendle uit.

De link tussen CO₂ , de temperatuur van het zeeoppervlak en de hoeveelheid ijs op Antarctica is de afgelopen 45 miljoen jaar duidelijk. Maar een verrassende bevinding was dat de afkoeling van de oceaan niet altijd overeenkwam met een toename van het Antarctische ijs. Specifiek voor een 1 miljoen jaar durende periode van afkoeling van de oceaan van 25 tot 24 miljoen jaar geleden. "We laten zien dat dit waarschijnlijk verband houdt met tektonische bodemdaling en de instroom van relatief warm oceaanwater in de Rosszee-regio", zegt dr. Bendle.

"We kunnen zien dat het ijs op Antarctica momenteel aan het veranderen is - niet in het minst door het verlies van enkele ijsplaten en scheuren die recentelijk zijn verschenen in de Thwaites-gletsjer, een van de grootste gletsjers in de regio. Deze nieuwe studie van het verleden van de aarde is een van de duidelijkste aanwijzingen tot nu toe dat mensen CO₂ . blijven produceren niveaus waarvoor we de komende decennia en eeuwen een groot ijsverlies aan de Antarctische randen en een wereldwijde zeespiegelstijging kunnen verwachten."

Het team is van plan om biomarker- en machine learning-benaderingen te blijven toepassen om de klimatologische evolutie van Antarctica en implicaties voor toekomstige opwarming en zeespiegelstijging te reconstrueren. + Verder verkennen

Onderzoek naar drijvende krachten achter Antarctische ijsterugtrekking