Wetenschappers hebben een ijstijdparadox bedacht en hun bevindingen dragen bij aan het toenemende bewijs dat klimaatverandering een hogere zee zou kunnen brengen dan de meeste modellen voorspellen.
Kleine pieken in de temperatuur van de oceaan, in plaats van de lucht, hebben waarschijnlijk geleid tot de snelle desintegratiecycli van de uitgestrekte ijskap die ooit een groot deel van Noord-Amerika bedekte.
Het gedrag van deze oude ijslaag - Laurentide geheten - heeft wetenschappers al tientallen jaren verbaasd omdat de perioden van smelten en versplinteren in de zee plaatsvonden op de koudste tijden in de laatste ijstijd. IJs moet smelten als het warm weer is, maar dat is niet wat er is gebeurd.
"We hebben aangetoond dat we atmosferische opwarming niet echt nodig hebben om grootschalige desintegratie-evenementen te veroorzaken als de oceaan opwarmt en de randen van de ijskappen begint te kietelen", zegt Jeremy Bassis, universitair hoofddocent klimaat- en ruimtewetenschappen en engineering aan de universiteit van Michigan.
"Het is mogelijk dat moderne gletsjers, niet alleen de delen die drijven, maar de delen die net de oceaan raken, gevoeliger zijn voor oceaanopwarming dan we eerder dachten."
Dit mechanisme werkt waarschijnlijk vandaag op de Groenlandse ijskap en mogelijk Antarctica. Wetenschappers weten dit gedeeltelijk vanwege het eerdere werk van Bassis. Enkele jaren geleden bedacht hij een nieuwe, meer accurate manier om wiskundig te beschrijven hoe ijs breekt en stroomt. Zijn model heeft geleid tot een beter begrip van hoe de opslag van ijs van de aarde zou kunnen reageren op veranderingen in lucht- of oceaantemperaturen, en hoe dit zou kunnen vertalen naar zeespiegelstijging.
Vorig jaar gebruikten andere onderzoekers het om te voorspellen dat smeltend Antarctisch ijs zeespiegels met meer dan drie voet zou kunnen verhogen, in tegenstelling tot de vorige schatting dat Antarctica alleen door 2100 een centimeter zou bijdragen.
In de nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift NATUUR, pasten onderzoekers een versie van dit model toe op het klimaat van de laatste ijstijd, dat jaren geleden rond 10,000 eindigde. Ze gebruikten records in de ijskern en oceaanbodem om de watertemperatuur te schatten en hoe deze varieerde. Hun doel was om te zien of wat er vandaag in Groenland gebeurt het gedrag van de Laurentide-ijskap zou kunnen beschrijven.
Wetenschappers verwijzen naar deze vervlogen perioden van snel uiteenvallen van ijs als Heinrich-gebeurtenissen: ijsbergen braken de randen van de ijskappen op het noordelijk halfrond af en vloeiden de oceaan in, waardoor het zeeniveau in de loop van honderden jaren met meer dan 6-poten werd verhoogd. Terwijl de ijsbergen afdreven en smolten, nestelde het vuil zich op de bodem van de oceaan en vormde het dikke lagen die zichtbaar zijn in sedimentkernen in het Noord-Atlantische stroomgebied. Door deze ongewone sedimentlagen konden onderzoekers eerst Heinrich-gebeurtenissen identificeren.
"Tientallen jaren werk aan de hand van oceaanbodemrecords hebben aangetoond dat deze instorting van ijsplaten periodiek plaatsvond tijdens de laatste ijstijd, maar het heeft veel langer geduurd om een mechanisme te bedenken dat kan verklaren waarom de ijskap van Laurentide tijdens de koudste periode instortte alleen perioden. Deze studie heeft dat gedaan ", zegt geochemist en co-auteur Sierra Petersen, een onderzoekscollega in aard- en milieuwetenschappen.
De onderzoekers wilden de timing en de omvang van de Heinrich-evenementen begrijpen. Door hun simulaties waren ze in staat om beide te voorspellen, en ook om uit te leggen waarom sommige oceaanverwarmingsgebeurtenissen gebeurtenissen van Heinrich teweegbrachten en sommige niet. Ze identificeerden zelfs een extra Heinrich-evenement dat eerder was gemist.
Heinrich-evenementen werden gevolgd door korte periodes van snelle opwarming. Het noordelijk halfrond werd in slechts enkele decennia herhaaldelijk opgewarmd door zoveel als 15 graden Fahrenheit. Het gebied zou stabiliseren, maar dan zou het ijs langzaam groeien tot zijn breekpunt in de komende duizend jaar. Hun model was ook in staat om deze gebeurtenissen te simuleren.
Het nieuwe model houdt rekening met hoe het aardoppervlak reageert op het gewicht van het ijs erboven. Zwaar ijs drukt het oppervlak van de planeet in en duwt het soms onder zeeniveau. Dat is wanneer de ijskappen het meest kwetsbaar zijn voor warmere zeeën. Maar als een gletsjer zich terugtrekt, botst de vaste aarde weer uit het water en stabiliseert het systeem. Vanaf dat moment kan de ijskap weer beginnen uit te zetten.
"Er is momenteel grote onzekerheid over hoeveel zeespiegel zal stijgen en veel van deze onzekerheid hangt samen met de vraag of modellen het feit dat ijskappen breken, integreren," zegt Bassis. "Wat we laten zien, is dat de modellen die we hebben van dit proces voor zowel Groenland als in het verleden lijken te werken, zodat we zelfverzekerder de zeespiegelstijging kunnen voorspellen."
Delen van Antarctica hebben vergelijkbare geografie als Laurentide: Pine Island, Thwaites-gletsjer bijvoorbeeld.
"We zien de opwarming van de oceaan in die regio en we zien dat deze regio's beginnen te veranderen. In dat gebied zien ze veranderingen in de oceaantemperatuur van ongeveer 2.7 graden Fahrenheit, "zegt Bassis. "Dat is een vergelijkbare omvang als we denken dat het gebeurde in de Laurentide-evenementen, en wat we in onze simulaties zagen, is dat slechts een klein deel van de opwarming van de oceaan een regio kan destabiliseren als het in de juiste configuratie is, en zelfs in de afwezigheid van atmosferische opwarming. ”
De National Science Foundation en de National Atmospheric and Oceanic Administration ondersteunden het werk.
Bron: Universiteit van Michigan
Verwante Boeken
