Vulkanutbrott har varit känt för att kyla det globala klimatet, men de kan också förvärra smältningen av isark, enligt ett papper publicerat idag Naturkommunikation .

Forskare som analyserade iskärnor och smältvattenavlagringar fann att uråldriga utbrott orsakade omedelbar och betydande smältning av isen som täckte mycket av norra Europa i slutet av den senaste istiden, ungefär 12, 000 till 13, 000 år sedan.

"Under en tidsperiod på 1, 000 år, vi fann att vulkanutbrott i allmänhet överensstämmer med ökad issmältning inom ett år eller så, "säger huvudförfattaren Francesco Muschitiello, som avslutade forskningen som postdoktor vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory.

Det här var inte vulkaner som utbröt på eller nära inlandsisen, men ligger i några fall tusen mil bort. Utbrotten höjde enorma askmoln till himlen, och när askan föll på inlandsisen, dess mörkare färg fick isen att absorbera mer solvärme än vanligt.

"Vi vet att om du har mörkare is, du minskar reflektansen och den smälter snabbare. Det är grundvetenskap, "säger Muschitiello." Men ingen har hittills kunnat påvisa denna direkta koppling mellan vulkanism och issmältning när det gäller forntida klimat. "

Upptäckten kommer från tvärsnitt av insättningar, kallas glacialvarvar, varav de flesta hade samlats in på 1980- och 1990 -talen. Varver är de skiktade sediment som bildas när smältvatten under ett isark leder stora mängder skräp till sjöar nära arkets kant. Som ett träds ringar, lagren i en glacial varve berättar historien om varje års förhållanden; ett tjockare lager indikerar mer smältning, eftersom det skulle ha funnits en högre volym vatten för att transportera sedimentet.

Teamet jämförde också varven med kärnor från Grönlands inlandsis, vars lager innehåller ett register över gamla atmosfäriska förhållanden. Testning av dessa lager för sulfater avslöjade vilka år som upplevde explosiva vulkanutbrott, som tenderar att släppa ut stora mängder aska. Matcha islagren med varvlager från samma tidsperioder, laget fann att år med explosiv vulkanisk aktivitet motsvarade tjockare varvlager, indikerar mer smältning av den nordeuropeiska inlandsisen.

Muschitiello och hans kollegor studerade en period från 13, 200 till 12, För 000 år sedan, när den senaste istiden övergick till dagens varma klimat. De fokuserade specifikt på vulkanutbrott på de norra höga breddgraderna - händelser som liknar utbrottet 2010 i Islands Eyjafjallajökull -vulkan. Även om utbrottet var relativt litet, dess stora askmoln stängde av flygtrafiken i större delen av Europa i ungefär en vecka.

Hur mycket smältning kan ett sådant utbrott orsaka? "Det är svårt att sätta ett exakt antal på det, "säger glaciologen och medförfattaren James Lea från University of Liverpool." Det beror på många faktorer. "Kör tusentals modellsimuleringar, laget fann att mängden smältning beror på det individuella utbrottet, under vilken säsong det inträffar, snöpåsförhållandena vid den tiden, och höjden av inlandsisen. "Ändra någon av dessa så får du olika mängder smält, "säger Lea. I de värsta scenarierna, modellen förutspådde att askaavsättning skulle avlägsna mellan 20 centimeter och nästan en meter is från ytan på de högsta delarna av inlandsisen.

Modellresultaten ska tas med en nypa salt, Muschitiello varnar, på grund av osäkerhet om tidigare förhållanden. Dock, eftersom laget simulerade ett mycket brett spektrum av potentiella förhållanden, han är säker på att inlandsisens verkliga svar ligger någonstans inom deras räckvidd.

Michael Sigl, en paleoklimatolog från Paul Scherrer -institutet i Schweiz som inte var inblandad i den nya studien, säger hypotesen att askpartiklar kan motverka de kylande effekterna av vulkanutbrott är spännande. Men, han sa, "tillfälligheter i tidpunkten för snabba is-smältningshändelser och utbrottstider innebär inte automatiskt orsakssamband, och det kan finnas andra scenarier som kan överensstämma med de presenterade uppgifterna. "Sigls eget arbete har hittat en koppling mellan utbrott-inducerad ozonförstöring och nedbrytning på södra halvklotet. Ändå, han säger, den nya studien visar att mer arbete behövs för att förstå effekterna av aerosolutsläpp från vulkanutbrott.

De preliminära resultaten tyder på att "dagens isar är potentiellt mycket sårbara för vulkanutbrott, "säger Muschitiello. De pekar också på ett eventuellt hål i klimatmodellerna som forskare använder för att göra förutsägelser om framtiden:Modeller simulerar för närvarande inte inlandsisens svar på förändringar i partikelavsättning från atmosfären på ett interaktivt sätt.

En annan intressant betydelse är att tidigare forskning har föreslagit att smältande isskivor och glaciärer kan öka frekvensen av vulkanutbrott i glacierade områden genom att lätta laster på jordskorpan, tillåter underliggande magma att stiga. Om kopplingen mellan vulkanism och issmältning bekräftas, det kan indikera närvaron av en så kallad "positiv återkopplingsslinga" där utbrott förvärrar smältningen, och mer smältning orsakar fler utbrott, och så vidare.

Muschitiello säger att studien "kan ge oss tips om de mekanismer som spelar när du förväntar dig snabba klimatförändringar."