Temperaturerna i Arktis klättrar för närvarande två till tre gånger snabbare än det globala genomsnittet. Resultatet - och, tack vare feedbackeffekter, också orsaken - är minskande havsis. I en studie publicerad i den faktiska volymen av Naturkommunikation , geo- och klimatforskare vid Alfred-Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar- and Marine Research (AWI) visar att, under vår planets historia, sommartid fanns havsis i centrala Arktis under perioder som kännetecknades av högre globala temperaturer - men mindre CO2 - än idag.

Prognoser för framtiden för Arktis kan bara vara lika tillförlitliga som de modeller och data de är baserade på. Scenarierna som projiceras av klimatmodeller varierar mycket, och det är fortfarande oklart när vi kan förvänta oss att se Ishavet fritt från is på sommaren. På samma gång, det finns ett stort allmänintresse för pålitliga förutsägelser om utvecklingen av arktisk havsis under de närmaste decennierna, för att ha underlag för långsiktig strategisk planering.

Forskare vid Alfred Wegener-institutet har nu närmare analyserat glacialhistorien i centrala Arktis med hjälp av sedimentkärndata och klimatsimuleringar. Deras fynd indikerar att regionen var hem för havsis under den senaste mellanglacialen, mellan 115, 000 och 130, 000 år sedan. "Tack vare sedimentets kärndata, vi har tydliga bevis på att under den sista mellanglacialen ungefär 125, 000 år sedan, det centrala Ishavet var fortfarande täckt av havsis under sommaren. I kontrast, i ett område nordost om Spetsbergen, sommarens havsis försvann praktiskt taget, " förklarar professor Rüdiger Stein, en geolog vid Alfred Wegener Institute och första författare till Naturkommunikation studie, lägga till, "Detta bekräftas också av klimatsimuleringarna som drivs av AWI-modeller som är involverade i studien."

Dock, att jämföra resultaten av klimatsimuleringarna för den senaste interglacialen med scenarioberäkningar för framtiden avslöjar betydande skillnader:tack vare den mer intensiva solstrålningen, då var lufttemperaturerna på högre breddgrader också några grader högre än idag. Dock, koldioxidkoncentrationen i atmosfären - ungefär 290 ppm (parts per million) - var ca. 110 ppm lägre än den aktuella nivån, som iskärndata från Antarktis visar. För deras scenarioberäkningar, AWI-modellerna kopplade in atmosfäriska CO2-koncentrationer på över 500 ppm, en nivå som överensstämmer med prognoserna från Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Under dessa omständigheter, en oproportionerligt snabb reträtt av sommartid havsis i centrala Ishavet under loppet av de närmaste decennierna, följt av dess fullständiga försvinnande - beroende på hur snabbt CO2-nivåerna stiger - ungefär 250 år från nu, är att vänta. Resultaten av studien avslöjar komplexiteten i de processer som formar klimatförändringarna i Arktis och pekar på betydande rumsliga och kronologiska variationer i havsisens täckning. För att bromsa uppvärmningen av Arktis och den permanenta förlusten av havsis, Att minska nivån av antropogena CO2-utsläpp i atmosfären är avgörande.

För studiens skull, forskarna använde det som kallas "proxies" - indikatorer som innehåller information om tidigare miljöförhållanden. De koncentrerade sig på organiska fullmakter, även känd som biomarkörer. Vissa av dessa biomarkörer produceras av vissa arter av alger, bland vilka en grupp endast kan hittas i öppet ytvatten, medan medlemmarna i en annan grupp bara lever i havsis (eller gjorde det i jordens avlägsna förflutna). "När vi bekräftar förekomsten av dessa algbiomarkörer i våra sedimentlager, det tillåter oss att dra slutsatser om deponeringsmiljön och miljöförhållandena vid respektive tidpunkt, "säger Stein. Eftersom biomarkörsgrupperna de undersökte är baserade på alger - dvs. på växter som kräver ljus för fotosyntes - frånvaron av båda grupperna är en viktig indikator på ett mycket tjockt och i stort sett sammanhängande istäcke. Sådana förhållanden skulle göra fotosyntes omöjlig, både för algerna i ytvattnet direkt under isen och de som bor djupare i isen nära is-vatten-gränssnittet.

Förutom dessa värdefulla nya insikter om havsdistribution under den senaste mellanglacialen, studien gav också ett annat spännande fynd, en om utbredningen av cirkum-arktiska inlandsisar under Saale-glaciationen. Som Stein berättar, "Mot slutet av Saale-glaciationen (ungefär 140, 000 till 150, 000 år sedan), glaciärerna sträcker sig sannolikt bortom ytterhyllan. De producerade massor av kall luft som blåste ut till havet som kraftiga fallvindar (katabatiska vindar) och skapade stora vidder av öppet vatten (polynyas) - en process som fortfarande ofta observeras runt den antarktiska kontinenten."

Dessa förhållanden verkar motsäga de hypoteser som lagts fram av internationella forskare (Jakobsson et al., 2016), som postulerade 2016 att glaciärerna i Nordamerika och Eurasien expanderade bortom kontinentalsockeln under glaciären i Saale och till öppet vatten, täcker hela Ishavet med ett nästan kilometertjockt lager av fast is. "Ändå visar våra biomarkörsdata acceptabla levnadsförhållanden för växtplankton och havsisalger, nämligen öppet vatten och säsongens isskydd - en stor skillnad mot kilometer tjock is, säger Rüdiger Stein. Men, geologen fortsätter med att förklara, "Med det sagt, en kronologisk sekvens av extremt utsträckta tjocka inlandsisar (liknande vad Jakobsson et al. har postulerat) följt av havsisbildning med polynyer verkar vara möjlig, som de första resultaten av våra egna undersökningar på södra Lomonosov -åsen har visat. För att äntligen godkänna detta, dock, ytterligare detaljerade undersökningar, särskilt av väl daterade sedimentkärnor, är behövda."