Glaciärernas smältning på ena sidan av jordklotet kan utlösa upplösning av glaciärer på andra sidan jordklotet, som har presenterats i en ny rapport av ett team av AWI -forskare, som undersökte marina mikroalger som bevarats i glaciala avlagringar och därefter använde sina fynd för att utföra klimatsimuleringar. Studien belyser en process med oroväckande konsekvenser för moderna inlandsisar - kontinuerlig uppvärmning av havet kan resultera i en massiv förlust av ismassa, och därmed till snabb havsnivåhöjning.

Havsbassänger runt om i världen är sammankopplade med storskaliga strömsystem, och som ett globalt transportband, strömmarna transporterar vatten runt om i världen på olika djup. Den resulterande fördelningen av varma och kalla vattenmassor är avgörande för globala klimatförhållanden. Forskare vid Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) och MARUM Center for Marine Environmental Sciences har nu dokumenterat hur en förändring av strömmar i ett havsbassäng kan utlösa massiva och oväntade förändringar i ett avlägset bassäng, även på andra sidan planeten.

De Bremerhaven-baserade forskarna rapporterar i tidskriften Natur att under den senaste istiden, ett massivt inflöde av sötvatten till den polära Nordatlanten utlöste en kedja av händelser i havet och atmosfären, vilket resulterade i intensiv glaciärsmältning i norra Stilla havet, tusentals kilometer bort. Källan till sötvattnet var smältande isark, som täckte landmassor som omger Nordatlanten under istiden. I slutet av händelsekedjan, varmt vatten trängde in i Stilla havets kustområde på den nordamerikanska kontinenten, som också var täckt av ett inlandsis. Som ett resultat, delar av arket sönderdelades och släpptes ut i Stilla havet som en storskalig flottilje av isberg. Med tanke på att det moderna havet värms kontinuerligt till följd av global uppvärmning, denna upptäckt är alarmerande för AWI -forskarna. Jämförbar med processen som observerades i östra norra Stilla havet under den senaste glaciala smältningen, den pågående uppvärmningen av havet kan sönderfalla is i Antarktis, vilket senare skulle resultera i en betydande havsnivåhöjning.

Tillsammans med ett team av forskare, AWI -geovetenskaparen Edith Maier beskriver en komplex stegvis process. De första indikationerna samlades in från sedimentprovtagning under en expedition med det tyska forskningsfartyget Sonne 600 kilometer utanför Alaskas kust. De återvunna glaciala sedimentlagren av stenar upp till kullersten, som har sitt ursprung i det avlägsna kontinentala landet. Den enda möjliga förklaringen:stenarna måste ha transporterats medan de införlivats i isberg i det öppna norra Stilla havet när den nordamerikanska kusten var täckt av ett inlandsis. Bekräftelse kom från datering av lagren, som avslöjar att de steniga skikten deponerades runt 16, 000 och 38, 500 år sedan, under den senaste istiden. "Följaktligen, vi antar att det fanns två stora smältningshändelser i norra Stillahavsområdet, säger Edith Maier.

För att testa denna avhandling, laget använde en innovativ analytisk teknik som var banbrytande vid AWI. Metoden använder kiselalger för att avgöra hur intensivt salthalten i havets ytvatten har minskat, t.ex., på grund av smältvattenavsättning. Genom att utföra en syreisotopanalys på resterna av kiselhaltiga delar av kiselalger som finns bevarade i sedimentregistret, forskarna kunde identifiera vid vilka tidpunkter ytsalthalten påverkades mest intensivt av smältande is. "Faktiskt, våra analyser visade att det var stora inflöden av sötvatten till området söder om Alaska ungefär 16, 000 och 38, 500 år sedan, "bekräftar Edith Maier.

Tidigare rekonstruktioner av glaciala förhållanden har dokumenterat att smältvatteninflöden har orsakat stora droppar i salthalten i Nordatlanten, en funktion som inspirerade Edith Maier att undersöka om smältvattenhändelserna i Nordatlanten och norra Stilla havet var kopplade via den globala vattencirkulationen. I dag, varmt ytvatten transporteras från Stilla havet till Indiska oceanen, flyter sedan runt Afrikas södra spets mot det karibiska riket och sprider sig sedan till Nordatlanten via Golfströmmen.

Drivkraften för detta globala flöde är generationen av kallt och salt vatten i polära Nordatlanten. Detta vatten, produceras under isbildning, är tätare än varmt vatten och sjunker därför ner i djuphavet. Som ett resultat, ytvarmvattnet pumpas till norr. Men 16, 000 och 38, 500 år sedan, det globala "pumpsystemet" stördes allvarligt av den minskade salthalten i Nordatlanten. Följaktligen, bara lite varmt vatten rann ut ur Stilla havet, vilket gör att det tropiska Stilla havet blir varmare. I tur och ordning, mer varmt vatten nådde de västra kusterna i Kanada och Alaska. Inflödet av varmare vatten destabiliserade inlandsisen som täcker kustområdena vilket resulterade i en utsläpp av kontinentalisen i havet och en minskning av ytans salthalt.

För att validera detta scenario, Edith Maier frågade AWI:s klimatmodeller, ledd av Gerrit Lohmann, huruvida ett sådant komplex, Den globala händelsekedjan kan simuleras med hjälp av datormodeller. Resultaten var entydiga:Om syreisotoper beaktas, modellerna visar tydligt att fenomenet uppstår. Modellresultaten visar också att smältvattenpulser i Atlanten orsakade förändringarna i Stilla havet - och inte tvärtom. "Våra resultat är också relevanta för framtiden, eftersom de markerar att klimateffekter på ena sidan av jorden kan påverka regioner på motsatt sida avsevärt, "säger Edith Maier." AWI utforskar för närvarande hur liknande fenomen som involverar inflödet av varmare vatten nu påverkar stabiliteten på det ishavet i Antarktis. Det finns allt fler bevis som tyder på att ytterligare uppvärmning av havet kommer att äventyra både stabiliteten och volymen på isen i Antarktis. "