En ny modellrekonstruktion visar i exceptionell detalj utvecklingen av det eurasiska inlandsisen under den senaste istiden. Detta kan hjälpa forskare att förstå hur klimat och havsuppvärmning kan påverka de återstående ismassorna på jorden.

Det eurasiska inlandsisen var den tredje största ismassan under det sista istidsmaximum, cirka 22, 000 år sedan. Vid sidan av Antarktis och Nordamerikas inlandsisar sänkte den den globala havsnivån med mer än 120 meter. I volym var den nästan tre gånger större än dagens Grönlands inlandsis.

På sin topp fanns ett kontinuerligt istäcke från dagens Irland, över Skandinavien och hela vägen till västra Sibirien i det ryska högarktis.

Två gånger Medelhavet

"I sig själv sänkte den den globala havsnivån med mer än 17 meter. trots sitt globala inflytande, försök att förstå de klimatiska och oceanografiska drivkrafterna bakom dess tillväxt har förblivit dåligt lösta." säger postdoc Henry Patton från Center for Arctic Gas Hydrate, Miljö och klimat (CAGE)

Tills nu, det är. Patton och kollegor har nyligen publicerat omfattande, högupplösta modellexperiment, som beskriver starten och utvecklingen av det eurasiska inlandsisen från dess första steg 37, 000 år sedan till sin maximala omfattning för cirka 15, 000 år senare.

De beräknade att inlandsisen vid den tiden hade vuxit till en enorm volym på mer än 7 miljoner kubikkilometer – dubbelt så stor som Medelhavets volym. Den hade en genomsnittlig istjocklek på mer än 1,3 km.

Resultaten publiceras i Kvartärvetenskapliga recensioner .

Tre inlandsisar som slogs samman

Det hela började ungefär 37, 000 år sedan när planetens klimat började bli kallare. Denna process hände som en del av de naturliga klimatcyklerna på vår planet, som är kopplade till jordens rörelser runt solen och runt sin egen axel. Under de senaste miljon åren eller så har dessa cykler upprepats konsekvent var 100:e, 000 år:90, 000 år av istid följt av ungefär 10, 000 år interglacial värmeperiod.

"Den eurasiska inlandsisen startade livet som ett antal små och isolerade inlandsisar utspridda över Europa och Arktis. Genom tiden, och med klimatet som blev allt kallare växte denna is, med inlandsisarna som slutligen smälter samman för att bilda ett sammanhängande inlandsis. Vikten av denna is var tillräcklig för att förvränga jordskorpan, gör dramatiska förändringar av kustlinjen." säger Patton.

Det är en långsam process ur mänskligt perspektiv, men ur geologisk synvinkel händer saker ganska snabbt:inom 6, 000 år var dessa individuella inlandsisar tillräckligt stora för att utveckla snabbflytande isströmmar, och inom 13, 000 år smälte de samman till en sammanhängande ismassa.

"Vår modell gör att vi kan uppskatta komplexiteten och känsligheten hos ett så stort inlandsis. Klimatet som fick detta iskomplex att växa var väsentligt annorlunda än det klimat vi upplever idag. Frågan kompliceras ytterligare av det faktum att när en inlandsis växer fram tillräckligt stor, det börjar också starkt påverka de regionala klimatmönstren runt det."

Blöt i väster, öknen i öster

Det krävs mer än bara kalla temperaturer för att få en inlandsis att växa. Det beror också mycket på mängden snöfall, vilket gör att inlandsisen kan samla massa. Sedan, som idag, Norge, Storbritannien och Irland var utsatta för relativt blöta, maritima förhållanden, med kustbergen som blir den perfekta miljön för isansamling.

"Snöfall är en nyckelfaktor för att få en inlandsis att växa. När det gäller det eurasiska inlandsisen, snöfall över bergen i Västeuropa var avgörande för att de olika inlandsisarna skulle kunna expandera till en början."

Den eurasiska inlandsisen hade ett enormt inflytande på klimatet på kontinental skala:den absorberade nederbörd i en sådan utsträckning att den skapade en regnskuggeffekt som effektivt förvandlade stora delar av västra Ryssland och Sibirien till en frusen öken där glaciärer inte kunde växa.

"När inlandsisen blev tjockare, mindre och mindre nederbörd kunde nå läområdena öster om komplexet. Detta skapade ökenförhållanden liknande det vi ser i Antarktis torra dalar idag." förklarar Patton.

Spår på havsbotten

Att framgångsrikt rekonstruera utvecklingen av ett inlandsis genom årtusenden beror på kvaliteten och överflöd av tillgängliga observationsdata. Fördelningar av glaciala sediment, radiokoldadlar, och geologiska egenskaper som finns i landskapet är alla exempel på data som kan hjälpa till att styra modellexperiment. När isen rörde sig lämnade den också spår på havsbotten.

"Det kanske viktigaste framstegen för att ha hjälpt detta modelleringsarbete är kvantiteten och kvaliteten på geofysiska data från under marina områden som vi nu också har tillgång till. För bara 10-15 år sedan hade vi en mycket begränsad förståelse för vad eurasisk is gjorde offshore , särskilt i Barents- och Karahavet."

Större delar av denna inlandsis grundades under havsytan, precis som i Västantarktis idag. Förstå den klimatiska och oceanografiska känsligheten hos detta eurasiska inlandsis, och hur det påverkade miljön, är alltså viktig även för våra nuvarande inlandsisar.

Nästa steg för Patton och kollegor blir att modellera kollapsen av detta eurasiska inlandsis.

"En av de stora frågorna som vi ställs inför idag är hur de nuvarande inlandsisarna på Grönland och Antarktis kommer att reagera på klimatförändringarna. Enkelt uttryckt, ju mer vi förstår de mekanismer som drev inlandsisar att kollapsa i det förflutna, desto bättre kommer vi att kunna förutse vad som kommer att hända i framtiden."