Forskare från Rice University och Texas A&M University-Corpus Christis Harte Research Institute för Mexikanska golfstudierna har upptäckt att jordens havsnivå inte ökade stadigt utan snarare i skarp, punkterade skurar när planetens glaciärer smälte under den globala uppvärmningsperioden vid slutet av den senaste istiden. Forskarna hittade fossila bevis i drunknade rev utanför Texas som visade att havsnivån steg i flera utbrott som sträckte sig från några decennier till ett sekel.

Resultaten visas idag i Naturkommunikation .

"Vad dessa fossila rev visar är att den sista gången som jorden värmde som den är idag, havsnivån steg inte stadigt, "sa Rice maringeolog André Droxler, en medförfattare till studien. "Istället, havsnivån steg ganska snabbt, pausad, och sköt sedan upp igen i en annan burst och så vidare.

"Detta har djupa konsekvenser för den framtida studien av havsnivåhöjning, " han sa.

Eftersom forskare inte tidigare hade specifika bevis på punkterad decenniumskalig havsnivåhöjning, de hade lite annat val än att presentera riskerna för havsnivåhöjning i en linjär, per-års format, Sa Droxler. Till exempel, den internationella panelen för klimatförändringar, den auktoritativa vetenskapliga källan om effekterna av klimatförändringar som orsakas av människor, "var tvungen att helt enkelt ta den beräknade ökningen i ett sekel, dela med 100 och säg, 'Vi räknar med att havsnivån stiger så mycket per år, '" han sa.

"Våra resultat ger bevis på att havsnivån inte kan stiga ordentligt, linjärt sätt, "sa Rice kustgeolog och studieförfattare Jeff Nittrouer.

Med tanke på att mer än en halv miljard människor lever inom några meter från den moderna havsnivån, han sa att punkterad havsnivåhöjning utgör en särskild risk för de samhällen som inte är beredda på framtida översvämningar.

"Vi har observerat att havsnivån stiger stadigt under modern tid, "Sa Nittrouer." Men våra fynd visar att havsnivåhöjningen kan vara betydligt snabbare än vad som än observerats, och på grund av denna situation, kustsamhällen måste vara förberedda på potentiell översvämning. "

Studiens bevis kom från en kryssning 2012 av Schmidt Ocean Institutes forskningsfartyg Falkor. Under kryssningen, Droxler, studieledande författare och Rice -doktorand Pankaj Khanna och Harte Research Institute -kollegor John Tunnell Jr. och Thomas Shirley använde Falkors ekolod för flera strålar för att kartlägga 10 fossila revplatser utanför Texas. Ekolodet är ett toppmodern ekolod som ger högupplösta 3D-bilder av havsbotten.

De fossila reven ligger 30-50 miles utanför Corpus Christi under cirka 195 fot vatten. Solljus når dem inte på det djupet, men eftersom koraller lever i symbios med alger, de behöver solljus för att leva och växer bara vid eller mycket nära havsnivån. Baserat på tidigare studier av Texas kust längs den senaste istiden samt datum för fossilprover som samlats in från reven i tidigare expeditioner, Rislaget ansåg att reven började bildas cirka 19, 000 år sedan när smältande iskappar och glaciärer fick havsnivån att stiga över hela världen.

"Korallrevenas utveckling och bortgång har bevarats, "Sa Khanna." Deras historia är skriven i deras morfologi - de former och former som de växte i. Och det högupplösta 3D-bildsystemet på R/V Falkor tillät oss att observera dessa former i extraordinär detalj för första gången. "

Alla platser i studien hade rev med terrasser. Khanna sa att trappliknande terrasser är typiska för korallrevstrukturer och är signaturer för stigande hav. Till exempel, som ett rev växer vid havets yta, det kan byggas upp bara så snabbt. Om havsnivån stiger för snabbt, det kommer att dränka revet på plats, men om hastigheten är något långsammare, revet kan anta en strategi som kallas backstepping. När ett rev backar, den mot havet vända sidan av revet bryter upp inkommande vågor precis så att revet kan bygga upp ett vertikalt steg.

"I vårat fall, vart och ett av dessa steg avslöjar hur revet anpassade sig till en plötslig, punkterad utbrott av havsnivåhöjning, "Sa Khanna." Terrasserna bakom varje steg är de delar av revet som växte och fyllde på under pauserna mellan utbrotten. "

Vissa platser hade så många som sex terrasser. Forskarna sa att det är viktigt att notera att även om platserna i studien är så mycket som 75 miles från varandra, djupet av terrasserna uppställda på varje plats. Droxler och Nittrouer krediterade fyndet till Khannas beslutsamhet. Analys av data från kartuppdraget tog mer än ett år, och den tid som behövdes för att svara på frågor som uppstod under publikationens granskningsprocess var ännu längre.

"Det är så vetenskapen fungerar, "Sa Droxler." Detta är det första beviset som någonsin erbjuds för havsnivåhöjning på en tidsskala som sträcker sig från decennier till ett sekel, och våra kollegor förväntade sig järnklädda bevis för detta påstående. "

Nittrouer sa att scenariot med punkterad havsnivåhöjning är ett som många forskare tidigare hade misstänkt.

"Forskare har pratat om möjligheten att kontinental is snabbt kan minska, "sa han." Tanken är att plötsliga förändringar kan uppstå när tröskelvillkoren är uppfyllda - t.ex. en vändpunkt uppstår där en stor mängd is plötsligt släpps ut i de globala haven. När den smälts, detta ökar vattenvolymen och höjer den globala havsnivån. "

Khanna sa att det är troligt att ytterligare fossila bevis på punkterad havsnivåhöjning kommer att hittas i bergrekordet på platser runt om i världen.

"Baserat på vad vi har hittat, det är möjligt att havsnivåhöjning över dekadala tidsskalor kommer att vara en viktig storyline i framtida klimatprognoser, " han sa.