Smältning av Antarktis is kan utlösa snabb uppvärmning på andra sidan planeten, enligt vår nya forskning som beskriver hur just en sådan plötslig klimathändelse inträffade 30, 000 år sedan, där den nordatlantiska regionen värmdes upp dramatiskt.

Denna idé om "tipping points" i jordens system har haft något av en dålig rap ända sedan 2004 års storfilm The Day After Tomorrow påstås visa hur smältande polaris kan utlösa alla möjliga globala förändringar.

Men även om filmen verkligen överdrev hastigheten och svårighetsgraden av plötsliga klimatförändringar, vi vet att många naturliga system är känsliga för att pressas in i olika funktionssätt. Smältningen av Grönlands inlandsis, reträtten av arktisk sommarhavsis, och kollapsen av den globala havscirkulationen är alla exempel på potentiell sårbarhet i en framtid, varmare värld.

Naturligtvis är det notoriskt svårt att förutsäga när och var delar av jordens system plötsligt kommer att tippa in i ett annat tillstånd. En viktig begränsning är att historiska klimatregister ofta är för korta för att testa skickligheten hos våra datormodeller som används för att förutsäga framtida miljöförändringar, hämmar vår förmåga att planera för potentiella plötsliga förändringar.

Lyckligtvis, dock, naturen bevarar en mängd bevis i landskapet som gör att vi kan förstå hur längre tidsskaliga förändringar kan ske.

Kärnvärderingar

En av de viktigaste källorna till information om tidigare klimatvändpunkter är de kilometerlånga iskärnorna som borrats från Grönlands och Antarktis inlandsisar, som bevarar utsökt detaljerad information som sträcker sig tillbaka upp till 800, 000 år.

Grönlands iskärnor rekord massiva, temperatursvängningar i millennieskala som har inträffat över den nordatlantiska regionen under de senaste 90, 000 år. Omfattningen av dessa svängningar är häpnadsväckande:i vissa fall steg temperaturen med 16 ℃ på bara några decennier eller till och med år.

Tjugofem av dessa stora så kallade Dansgaard–Oeschger (D-O) uppvärmningshändelser har identifierats. Dessa plötsliga temperatursvängningar hände för snabbt för att ha orsakats av jordens långsamt föränderliga bana runt solen. Fascinerande nog, när iskärnor från Antarktis jämförs med de från Grönland, vi ser ett "gungbräda" förhållande:när det värmer i norr, söder svalnar, och vice versa.

Försök att förklara orsaken till denna bipolära gungbräda har traditionellt fokuserat på den nordatlantiska regionen, och inkluderar smältande inlandsisar, förändringar i havscirkulationen eller vindmönster.

Men som vår nya forskning visar, dessa kanske inte är den enda orsaken till D-O-händelser.

Vår nya tidning, publicerad idag i Nature Communications, antyder att en annan mekanism, med sitt ursprung i Antarktis, har också bidragit till dessa snabba gungbrädor i global temperatur.

Kunskapens träd

Vi vet att det har skett stora kollapser av inlandsisen i Antarktis tidigare, höjer möjligheten att dessa kan ha tippat en eller flera delar av jordsystemet till ett annat tillstånd. För att undersöka denna idé, vi analyserade ett forntida kauriträd från Nya Zeeland som extraherades från ett torvträsk nära Dargaville, Northland, och som levde mellan 29, 000 och 31, 000 år sedan.

Genom korrekt dejting, vi vet att detta träd genomlevde en kort D-O-händelse, under vilken (som förklarats ovan) temperaturen på norra halvklotet skulle ha stigit. Viktigt, det unika mönstret av atmosfäriskt radioaktivt kol (eller kol-14) som finns i trädringarna gjorde det möjligt för oss att identifiera liknande förändringar bevarade i klimatregistren från havs- och iskärnor (den senare med beryllium-10, en isotop som bildas genom liknande processer som kol-14). Detta träd tillåter oss alltså att direkt jämföra vad klimatet gjorde under en D-O-händelse bortom polarområdena, ger en global bild.

Det extraordinära vi upptäckte är att den varma D-O-händelsen sammanföll med en 400-årig period av ytkylning i söder och en stor reträtt av Antarktis is.

När vi sökte igenom andra klimatregister för mer information om vad som hände vid den tiden, vi hittade inga bevis på en förändring i havscirkulationen. Istället hittade vi en kollaps i de regnbärande Stillahavspassadvindarna över tropiska nordöstra Australien som sammanföll med den 400-åriga sydliga kylningen.

För att utforska hur smältande Antarktis is kan orsaka en sådan dramatisk förändring i det globala klimatet, vi använde en klimatmodell för att simulera utsläpp av stora volymer sötvatten i södra oceanen. Modellsimuleringarna visade alla samma svar, i överensstämmelse med våra klimatrekonstruktioner:oavsett mängden sötvatten som släpps ut i södra oceanen, ytvattnet i det tropiska Stilla havet värmdes ändå, orsakade förändringar i vindmönster som i sin tur fick Nordatlanten att värmas upp också.

Framtida arbete fokuserar nu på vad som fick de antarktiska inlandsisarna att dra sig tillbaka så dramatiskt. Oavsett hur det gick till, det ser ut som att smältande is i söder kan driva på en plötslig global förändring, något som vi borde vara medvetna om i en framtida varmare värld.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.