I den senaste jordens historia, klimatet har varierat efter ~100, 000 år, glacial-interglaciala cykler med högre och lägre temperaturer och koncentrationer av växthusgaser. Under de kallaste glaciala förhållandena, de globala medeltemperaturerna var cirka 5 °C kallare än vad som finns med ungefär hälften så mycket koldioxid i atmosfären. Dessa cykler drevs av variationer i jordens omloppsbana men det finns fortfarande begränsad förståelse för typerna, storlekar och tidpunkter för de specifika processer som ledde till temperatur- och växthusgasförändringar.

En dataanalys/ jordsystemmodelleringsstudie som just publicerades i PNAS ( Proceedings of the National Academy of Science från USA) visar att stofttillförseln till atmosfären och havet ökade exponentiellt med sjunkande temperatur och att denna ökade tillförsel förstärkte global kylning och koldioxidavsöndring under de kallaste glaciala förhållandena.

Som förklarat av professor Gary Shaffer (University of Magallanes (Chile), och Niels Bohr Institute, Köpenhamns universitet) som ledde studien, detta "tillför en viktig bit till det glaciala-interglaciala klimatcykelpusslet och understryker dammets viktiga roll i klimatsystemet".

Dammavlagringsdata under de tre senaste glaciationscyklerna

Atmosfäriskt damm kyler jorden genom att reflektera inkommande solljus och modifiera molnbildningen. Vidare, tillförsel av dammburet järn till havsytan befruktar havets biologiska produktion i vissa havsområden, vilket leder till minskad koldioxid i atmosfären.

Studien använde dammavsättningsdata under de tre senaste glaciationscyklerna från subtropiska breddgrader på norra halvklotet och höga breddgrader på södra halvklotet, hotspots för atmosfärisk kylning och havsgödslingseffekter, respektive, och fann de exponentiella beroenden av temperatur som nämns ovan. Simuleringar med modellen från det danska Center for Earth System Science (DCESS) visade den förstärkta kylningen och koldioxidminskningen för de kallaste glaciala förhållandena.

Dessa resultat visar att damm-klimatåterkopplingar kan förklara det slutliga trycket till extrema glaciala förhållanden för både temperatur och koldioxid, vilket förklarar runt en fjärdedel av den totala interglacial-glaciala förändringen för båda fastigheterna.

Professor Shaffer noterar att "Våra resultat visar en mycket stark positiv kylningsfeedback för de kallaste glaciala förhållandena. Kyla leder till torrare förhållanden och mer damm medan mer damm leder till mer kylning. Men andra processer måste träda in vid extrema glaciala förhållanden för att vända denna trend. Annars skulle jorden isa över som har hänt i forntida jordhistoria. Även här kan damm spela en roll. Mer stoftavlagring på norra halvklotets inlandsisar skulle göra dem mindre reflekterande för solstrålning och smälta snabbare. Detta skulle i sin tur minska nedkylningen, både från mindre reflektivitet och mindre inlandsstorlek. Vi avser att ta itu med detta i framtida arbete”.