Det är en sak att veta att jorden redan har mött plötsliga klimatförändringar – även känd som Dansgaard–Oeschger (DO) händelser – tidigare. Men att ta reda på orsakerna till dessa dramatiska och ganska kortsiktiga förändringar är en annan historia, en som Dr Rachael Rhodes från University of Cambridge rekonstruerar med hjälp av kemijournaler från iskärnor hämtade från Grönland.
Ett vanligt antagande med tidigare DO-händelser är att deras förekomst var nära kopplat till stora förändringar i arktisk havsisutbredning:sådana förändringar ger en positiv feedback på arktisk temperatur, och att ta reda på exakt hur detta förhållande fungerar kan vara nyckeln till att förutsäga hur arktisk is kommer att reagera på pågående klimatförändringar.
Inom ramen för hennes SEADOG-forskning (Sea ice across Dansgaard-Oeschger events in Greenland) Dr Rhodes analyserar register över havssalt och metansulfonsyra i Grönlands iskärnor i syfte att definiera om de kan användas som proxy för arktisk havsis. Hon undersöker fyra iskärnrekord för rumslig och tidsmässig variation över DO -händelser, och utforska kontrollerna av marin aerosolavsättning över Grönlands istäcke tack vare p-TOMCAT kemisk transportmodell.
Tack vare hennes fynd, Dr Rhodes har optimerat p-TOMCAT-modellen för att representera dagens havssaltaerosolavsättning över Grönland. Pågående arbete kommer att identifiera scenarier för havsisförändringar som överensstämmer med iskärnens kemidata över DO-händelser.
Vad är DO-evenemang och varför är det viktigt att bättre förstå dem?
DO-händelser är snabba och abrupta förändringar i klimatet på de norra höga breddgraderna som inträffade under den sista istiden. De är uppkallade efter två kända iskärnforskare:Willi Dansgaard (Danmark) och Hans Oeschger (Schweiz) som först upptäckte dessa händelser i de stabila isotopförhållandena för vatten (en proxytemperatur) i Grönlands iskärnor.
Hur kommer det sig att vi inte vet mer om dessa händelser än?
Vi vet ganska mycket om dem. Till exempel, från Grönlands iskärnor, vi kan tyda att temperaturförändringar på 5-16,5°C inträffade inom århundraden över Grönland. Dock, vi förstår fortfarande inte vad som slutligen orsakade dessa händelser. Flera teorier innebär stora förändringar av arktisk havsis utbredning men det finns få bevis från paleoklimatarkiven för att begränsa detta.
Hur gick det till för att samla in önskad information från iskärnor?
Jag använder koncentrationer av havssalt (NaCl) mätt på Grönlands iskärnor. Havssaltkoncentrationer är relativt enkla att mäta men svåra att tolka när det gäller klimat- eller miljöförändringar eftersom många andra faktorer kan påverka signalen som så småningom bevaras i iskärnor. Särskilt, variationer i meteorologi, såsom vädersystemen som transporterar havssaltaerosolen genom atmosfären till iskärnan, är kända för att påverka signalen.
Jag använder en atmosfärisk kemisk transportmodell som kallas p-TOMCAT för att undersöka i vilken utsträckning iskärnans havssaltsignaler påverkas av havsisområdet och av meteorologi. Detta kommer att hjälpa till att svara på frågan om huruvida de plötsliga förändringarna i havssaltkoncentrationen över DO-händelser kan kopplas till arktiska havsisförhållanden.
Vad kan du berätta om dina huvudsakliga resultat hittills?
Mitt inledande arbete har fokuserat på att förstå de processer som styr havssalt-signal från Grönlands iskärna i dag. Jag har modifierat p-TOMCAT för att beräkna havssaltkoncentrationer i den avlagda snön och modellen gör ett utmärkt jobb med att replikera både koncentrationer och säsongsvariationer av havssaltrekord som finns bevarade i iskärnor. Resultaten indikerar att meteorologi är den dominerande faktorn som påverkar signalerna för iskärnans havssalt på den mellanåriga skalan, men att havsisförhållandena utövar visst inflytande. Jag testar hur stor förändring av havsisområdet som krävs för att åsidosätta meteorologin och bli det dominerande inflytandet.
Hur kan dessa resultat hjälpa till att förutsäga den framtida utvecklingen av arktisk havsis?
Detta arbete kommer att hjälpa oss att förstå om/hur havssaltkoncentrationsrekord i Grönlands iskärnor kan användas som en proxy för arktisk havsis utbredning. Ett positivt resultat skulle avlägsna effekterna av havsisrelaterade och meteorologirelaterade havssaltförändringar, så att havssaltkoncentrationer med tillförsikt kan användas som en havsisproxy. Återuppbyggnad av arktiska havsisförändringar över de plötsliga DO-händelserna är viktig eftersom vi i slutändan behöver förstå hur arktisk havsis reagerar på snabba klimatförändringar, som den vi bevittnar inträffar just nu.
Vad behöver du fortfarande uppnå innan projektets slut nästa år?
Nu när de processer som leder till signaler om iskärna havssalt är välkända för dagens arktiska förhållanden, Jag anpassar modellen för att köra tester med meteorologi och havsis som är typiska för den sista istiden när DO-händelser inträffade. Det kommer att bli intressant att testa hur de simulerade havssalt -signalerna reagerar på de enorma förändringar i klimat och havsis som tros ske under DO -händelser.
