Tre stora inlandsisar följs noga av forskare när de globala temperaturerna stiger, glaciärer smälter och havsnivån stiger. Av dom tre, Östra Antarktis isark är den största potentiella bidragsgivaren till havsnivåhöjning.

Men ansträngningarna att förutsäga östra Antarktis roll i framtida havsnivåhöjning har hindrats av avsaknad av data om inlandsisens reaktion på uppvärmningsperioder tidigare. Den massiva inlandsisens geologiska historia - frusen både ovanför och, på många ställen, under havets yta - har varit svårt att identifiera.

Med hjälp av ultrakänsliga analytiska mätningar som har hjälpt till att avslöja historien om andra isark, ett team av forskare har funnit att det östra antarktiska isarket inte drog sig avsevärt över land under den varma Pliocen -epoken, för cirka 5,3 till 2,6 miljoner år sedan, när atmosfäriska koldioxidhalter liknade dagens nivåer, ett team av forskare rapporterar idag i tidningen Natur .

Fynden tyder på att lite is på den södra kontinenten kan vara stabil i ett uppvärmande klimat, men signalera inte att Antarktis på något sätt kan stoppa klimatförändringarnas påverkan, forskarna varnar. Pågående utsläpp innebär att atmosfäriska koldioxidhalter snart kommer att överstiga det riktmärke som sattes under Pliocene, förra gången jorden upplevde koldioxidhalter högre än 400 delar per miljon.

Studien fokuserade på markis, den del av inlandsisen som sitter ovanför havet och avlägsnar tillräckligt med vatten för att stå för mer än 110 fot havsnivåhöjning var inlandsisen att smälta bort som svar på stigande lufttemperatur. Den andra komponenten i det östra antarktiska isarket är så kallad marinbaserad is, som sitter under havsnivån och därmed påverkas direkt av havet.

"Baserat på detta bevis från Pliocene, dagens nuvarande koldioxidnivåer är inte tillräckligt för att destabilisera den landbaserade isen på Antarktis kontinent, "sade Boston College biträdande professor i jord- och miljövetenskap Jeremy Shakun, en huvudförfattare till rapporten. "Detta betyder inte att vid nuvarande atmosfäriska koldioxidhalter, Antarktis kommer inte att bidra till att havsnivån stiger. Marinbaserad is kan mycket väl och börjar faktiskt redan-och det ensam håller uppskattningsvis 65 fot havsnivåhöjning. Vi säger att det markbundna segmentet av inlandsisen är motståndskraftigt vid nuvarande koldioxidnivåer. "

Uppskattningar av havsnivåhöjning under Pliocenen har varierat, från 20 fot till mer än 130 fot högre än idag. Den övre änden av detta område skulle innebära att mycket av isen på planeten smälte, som tillsammans rymmer tillräckligt med vatten för att höja havsnivån med över 200 fot. Om det landbaserade östantarktiska isarket var stabilt under Pliocenen, dock, som Shakun och kollegor föreslår, Pliocensumman kunde ha varit högst cirka 100 fot.

Forskarna analyserade sediment som finns i borrkärnor från havsbotten. Dessa kärnor innehåller geologiska register, men också kemiska signaturer. Särskilt, de sällsynta isotoperna beryllium-10 och aluminium-26, som extraherades i US Cosmogenic Facility vid US National Science Foundation vid University of Vermont och mättes med hjälp av partikelacceleratorer vid Purdue University's Rare Isotope Measurement Laboratory och Lawrence Livermore National Laboratory's Center for Accelerator Mass Spectrometry.

"Att isolera dessa sällsynta isotoper från korn av gammal sand är som att hitta en mycket liten nål i en mycket stor höstack, "sa geologen Paul Bierman från University of Vermont, medförfattare till den nya studien. "Men att mäta dem ger oss en kraftfull bild av Antarktis förflutna som aldrig har setts förut."

Båda isotoperna finns i bergytor som har utsatts för kosmisk strålning som bombarderar jorden från yttre rymden. Forskare undersöker vanligtvis bergprover från sluttningar, bergstoppar, och floder för att avgöra var och när isen drog sig tillbaka under tidigare geologiska epoker.

Shakun, Bierman och de andra medförfattarna till den senaste rapporten använde ett annat tillvägagångssätt för två år sedan för att erbjuda en av de mest omfattande klimatologiska redogörelserna för Grönlands isark ännu, från 7,5 miljoner år sedan.

I Grönlandsstudien, halterna av beryllium-10 som finns i sandfyndigheter som förts ut till havs i isberg tyder på att inlandsisen har varit en "ihållande och dynamisk" närvaro som har smält och återformats periodiskt som svar på temperaturfluktuationer. Resultaten hjälpte till att bekräfta att Grönlands isark är en känslig reaktör för globala klimatförändringar.

Tidigare studier av det östra antarktiska isarket indikerade att vissa marinbaserade delar av inlandsisen och dess närliggande västra antarktiska isark smälte tillbaka under Pliocenen. Men det var oklart om markis också smälte.

Undersök sedimentprover som levererats från landbaserade delar av det östra antarktiska isarket, forskarna fann att de områden som rinner ut i Rosshavet har varit stabila under de senaste åtta miljoner åren, teamet rapporterar. Deras analys fann "extremt låga" koncentrationer av beryllium- och aluminiumisotoper i kvartssand i marina sedimentprover som tagits i regionen.

Medan sedimentet var en produkt av erosion från kontinenten, de låga nivåerna av kemiska signaturer visar att sedimentet endast upplevde minimal exponering för kosmisk strålning, som ledde laget till slutsatsen att östra Antarktis måste ha förblivit täckt av is.

"Fynden indikerar att uppvärmningen av atmosfären under de senaste åtta miljoner åren var otillräcklig för att orsaka utbredd och/eller långvarig smältning av EAIS-marginalen på land, "forskarlaget skriver i den nya studien, med titeln "Minimal East Antarctic Ice Sheet reträtt till land under de senaste åtta miljoner åren."

Fynden klargör inte bara den tidigare effekten av stigande temperaturer på östra Antarktis, men bekräfta noggrannheten hos modeller forskare använder för att bedöma tidigare och framtida konsekvenser av en värmande planet.

"Dessa fynd bidrar till den växande bevismängden för att begränsande halter av koldioxid i atmosfären fortfarande kan säkerställa stabiliteten hos betydande ismängder i Antarktis och runt om i världen, sa Shakun.