Nya rön från University of Michigan förklarar en istidsparadox och lägger till allt fler bevis för att klimatförändringar kan ge högre hav än de flesta modeller förutspår.

Studien, publiceras i Natur , visar hur små toppar i temperaturen i havet, snarare än luften, sannolikt drev de snabba upplösningscyklerna för det expansiva inlandsisen som en gång täckte stora delar av Nordamerika.

Beteendet hos denna gamla inlandsis - kallad Laurentide - har förbryllat forskare i årtionden eftersom dess perioder med smältning och splittring i havet inträffade vid de kallaste tiderna under den senaste istiden. Is ska smälta när vädret är varmt, men det var inte vad som hände.

"Vi har visat att vi egentligen inte behöver atmosfärisk uppvärmning för att utlösa storskaliga sönderfallshändelser om havet värms upp och börjar kittla kanterna på inlandsisarna, "sa Jeremy Bassis, UM docent i klimat- och rymdvetenskap och teknik. "Det är möjligt att dagens glaciärer, inte bara delarna som flyter utan delarna som bara rör vid havet, är mer känsliga för havsuppvärmning än vi tidigare trott."

Denna mekanism fungerar sannolikt idag på Grönlands inlandsis och möjligen Antarktis. Forskare vet detta delvis på grund av Bassis tidigare arbete. Många år sedan, han kom på en ny, mer exakt sätt att matematiskt beskriva hur isen går sönder och flyter. Hans modell har lett till en djupare förståelse av hur jordens isförråd kan reagera på förändringar i luft- eller havstemperaturer, och hur det kan översättas till havsnivåhöjning.

Förra året, andra forskare använde den för att förutsäga att smältande antarktisk is kan höja havsnivån med mer än tre fot, till skillnad från den tidigare uppskattningen att Antarktis bara skulle bidra med centimeter år 2100.

I den nya studien, Bassis och hans kollegor tillämpade en version av denna modell på klimatet under den senaste istiden, som slutade ca 10, 000 år sedan. De använde iskärnor och sedimentrekord för havsbotten för att uppskatta vattentemperaturen och hur den varierade. Deras mål var att se om det som händer på Grönland idag kan beskriva Laurentides isarkets beteende.

Forskare hänvisar till dessa svunna perioder av snabb isupplösning som Heinrich-händelser:Isberg bröts av kanterna av istäcken på norra halvklotet och rann ut i havet, höjt havsnivån med mer än 6 fot under loppet av hundratals år. När isbergen drev och smälte, smuts de bar ned på havsbotten, bildar tjocka lager som kan ses i sedimentkärnor över Nordatlantiska bassängen. Dessa ovanliga sedimentlager är det som gjorde det möjligt för forskare att först identifiera Heinrich-händelser.

"Decennier av arbete med att titta på havssedimentrekord har visat att dessa inlandskollapshändelser hände med jämna mellanrum under den senaste istiden, men det har tagit mycket längre tid att komma fram till en mekanism som kan förklara varför inlandsisen Laurentide kollapsade bara under de kallaste perioderna. Denna studie har gjort det, "sa geokemisten och medförfattaren Sierra Petersen, U-M forskare inom geo- och miljövetenskap.

Bassis och hans kollegor försökte förstå timingen och storleken på Heinrich-händelserna. Genom sina simuleringar, de kunde förutsäga båda, och också för att förklara varför vissa havsuppvärmningshändelser utlöste Heinrich -händelser och vissa inte. De identifierade till och med ytterligare en Heinrich-händelse som tidigare hade missats.

Heinrich händelser följdes av korta perioder av snabb uppvärmning. Det norra halvklotet värmdes upprepade gånger med så många som 15 grader Fahrenheit på bara några decennier. Området skulle stabiliseras, men då skulle isen långsamt växa till sin brytpunkt under de kommande tusen åren. Deras modell kunde också simulera dessa händelser.

Bassis modell tar hänsyn till hur jordens yta reagerar på vikten av isen ovanpå den. Tung is trycker ner planetens yta, ibland pressar den under havsnivån. Det är då inlandsisen är mest sårbar för varmare hav. Men när en glaciär drar sig tillbaka, den fasta jorden studsar upp ur vattnet igen, stabilisera systemet. Från den punkten kan inlandsisen börja expandera igen.

"Det finns för närvarande stor osäkerhet om hur mycket havsnivån kommer att stiga och mycket av denna osäkerhet är relaterad till om modeller innehåller det faktum att isskivor bryts, ", sa Bassis. "Vad vi visar är att de modeller vi har av den här processen verkar fungera för Grönland, så väl som tidigare så vi borde kunna förutsäga höjning av havsnivån med större säkerhet."

Han tillade att delar av Antarktis har liknande geografi som Laurentide:Pine Island, Thwaites glaciär, till exempel.

"Vi ser havsvärmningen i den regionen och vi ser att dessa regioner börjar förändras. I det området, de ser havstemperaturförändringar på cirka 2,7 grader Fahrenheit, ", sa Bassis. "Det är ungefär lika stor som vi tror inträffade i Laurentide-händelserna, och vad vi såg i våra simuleringar är att bara en liten mängd havsuppvärmning kan destabilisera en region om den är i rätt konfiguration, och även i avsaknad av atmosfärisk uppvärmning. "

Studien kallas "Heinrich -händelser som utlöses av havstvång och moduleras av isostatisk justering."