Visualisera följande:Jordens klimat pendlar mellan kalla glaciala och varma interglaciala perioder; det sista istidsintervallet var cirka 20, 000 år sedan; havsnivån var omkring 126 meter (413 fot) under modern havsnivå vid den tiden; och holocen, som representerar de senaste 12, 000 år av klimatförändringar, är en interglacial period.

Den sista interglaciala perioden omkring 127, 000 till 116, För 000 år sedan var sista gången havsnivån var lika hög som eller till och med högre än dagens havsnivå. Förstå havsnivåförändringar under den senaste interglaciala perioden, en tid då jorden var något varmare nu, är ett viktigt forskningsområde för att förstå framtida havsnivåhöjningar på grund av global uppvärmning.

Storleken och banan för havsnivåförändringar under den sista mellanistidtiden, mer specifikt Marine Isotope Stage (MIS) 5e, är osäker. Hittills har konsensussynen varit att havsnivån kan ha legat sex till nio meter över nuvarande havsnivå, värden som kräver ytterligare avsmältning av Grönland och den västantarktiska istäcket och att det var en eller flera svängningar på upp till flera meter överlagrade.

Dock, forskare vid University of New Mexico (UNM) och University of South Florida (USF) och deras internationella team av samarbetspartners är inte så säkra på att dessa havsnivåfluktuationer är korrekta. Enligt ny forskning publicerad idag, måndag, 10 september, i journalen Naturgeovetenskap betitlad, "Ett mycket löst rekord av relativ havsnivå i västra Medelhavet under den senaste interglacialperioden, " dessa forskare presenterar en väl daterad relativ havsnivårekord från ön Mallorca i västra Medelhavet för MIS-5e baserat på förekomsten av freatiska överväxter på speleothem som bildas nära havsnivån.

"Globalt, klimatet var varmare med 1 till 2 °C under den del av den sista interglaciala perioden som kallas Marine Isotope Stage 5e (MIS-5e) mellan 127, 000 och 116, 000 år sedan, " sa Victor Polyak, förste författare och medrektor och senior forskare vid UNM Department of Earth and Planetary Sciences. "Även om detta är en väl studerad period, vi vet fortfarande inte det exakta beteendet för havsnivån under MIS-5e. Vad vi med säkerhet vet är att havsnivån var högre när klimatet var 1 till 2 °C varmare 120, 000 år sedan. Av denna anledning, historien om MIS-5e havsnivån är viktig som en analog för vad som kommer att hända med nuvarande havsnivå med värmande klimat in i framtiden. "

Tills nu, de bästa havsnivåmarkörerna var koraller, eftersom vissa arter växer mycket nära havsnivån, och koraller kan dateras med uran-toriummetoden. Viktiga rekonstruktioner av MIS-5e havsnivå har gjorts från sådana korallstudier. Dock, det vetenskapliga problemet med korall är att ingen någonsin kan vara säker på hur djupa koraller växer under havsnivån, och eftersom de består av biogent kalciumkarbonat, de är föremål för förändringar som något påverkar uran-thorium åldersmätningarna, vilket ger tvivel om denna metods noggrannhet.

"De bästa studierna av MIS-5e havsnivå har föreslagit att havsnivån under denna period var 6 till 9 meter över nuvarande havsnivå, och att det sannolikt var betydande sänkningar under MIS-5e havsnivån, sade Polyak. Det här är alarmerande, eftersom det antyder att om vi värmer vårt klimat med 1 till 2 °C, vi kan få havsnivån att stiga 6 till 9 meter (20 till 30 fot). Detta kan hända snabbt och göra att havsnivån blir instabil."

"Syftet med denna forskning var att exakt rekonstruera havsnivåns position under den senaste varma perioden, mellan 127, 000 och 116, 000 år sedan, med hjälp av några märkliga karbonatbeläggningar utfällda i kustgrottor längs Mallorcas kust, " säger medförfattare och USF School of Geosciences karstgeolog Bogdan P. Onac. "De flesta andra kända havsnivåstudier för denna period rapporterar höjder mellan 6 och 9 m – så vi ville bättre förstå storleken, timing, och havsnivåns stabilitet, eftersom sådan information är avgörande för framtida prognoser av havsnivåförändringar under ett scenario med 1,5-2ºC global uppvärmning."

Polyak, Onac, tillsammans med UNM professor Yemane Asmerom, studerat grottor längs den spanska ön Mallorcas östra kust i västra Medelhavet. De använde unika grottformationer som kallas phreatic overgrowths på speleothems (POS) som bildas naturligt vid den bräckta grottans vattenyta, vilket råkar vara exakt likvärdigt med havsnivån i de grottor nära kusten. Freatiska överväxter på speleothem bildas som koldioxid avgaser från bräckt grottvatten hydrologiskt kopplat till Medelhavet.

"POS är välbevarade, sa Polyak, "och med tanke på att de kan dateras, de ger mycket exakta havsnivåhöjningar för nuvarande och redan existerande havsnivåer. De består av oorganiskt kalciumkarbonat (kalcit och aragonit) och är daterbara med uran-torium-metoden. Till skillnad från koraller, de är inte benägna att förändras, och därför är uran-torium-datumen korrekta. En annan fördel med POS är att de kommer att fortsätta att växa så länge havsnivån är stabil vid en given höjd. "

Polyak och Asmerom daterade 11 POS från åtta olika grottor som visade POS på ~2 meter över nuvarande havsnivå. Fyrtiofem uran-torium-datum visar att den relativa havsnivån förblev stabil. "Detta är det mest exakta, bästa upplösta havsnivårekord för MIS-5e under den senaste mellanistidperioden, ", sa Polyak. "Den ger exceptionellt exakt timing av havsnivåns historia under den ovan nämnda perioden och visar att den steg till 6 meter över nuvarande havsnivå ~127, 000 år sedan, det skulle gradvis ha sjunkit till 2 meter med 122, 000 år sedan, och skulle ha stannat kvar på den höjden under resten av havsnivån till 116, 000 år sedan, " säger Onac. "Resultaten tyder på att om den förindustriella temperaturen kommer att överträffas med 1,5 till 2°C, havsnivån kommer att svara och stiga 2 till 6 meter (7 till 20 fot) över nuvarande havsnivå."

Dr Hay (Boston College) korrigerade det relativa havsnivårekordet för isostatisk isostatisk justering med hjälp av nio olika isostatiska modeller. Tillsammans, dessa modeller tyder på att isekvivalent havsnivå på Mallorca toppade i början av MIS-5e och sedan gradvis minskade och stabiliserades med 122, 000 år sedan, tills highstand-avslutningen 116, 000 år sedan.

"En av de största uppenbara okäntorna om framtiden är hur mycket globala fastigheter vi kommer att förlora på den globala uppvärmningen och hur snabbt det kan hända, " sade Asmerom. "Detta är ganska fantastisk vetenskap; det är stora grejer, global i skala. Bortom hur högt havsnivån kommer att stiga, vi är också akut i behov av att veta hur snabbt den kommer att stiga.

"Om du tar de äldre uppgifterna, i vissa fall skulle förslaget att havsnivån stiger med nio meter bara genom en uppvärmning med två grader vara katastrofalt för vår nuvarande konfiguration av städer och i vissa fall öländer. Detta arbete visar tydligt de viktigaste fynden att havsnivån inte bara gick upp och ner. Du hade små förändringar i temperatur och havsnivån var ganska stabil. "

Forskningen som rapporteras i denna studie är resultatet av ett NSF-projekt där USF är den ledande organisationen. Fältaktiviteter (grottbesök för att samla in prover och mäta deras höjd), mineralogiska, och kristallografiska undersökningar av mineralproverna utfördes av Onac vid USF.

"Även om detta är betydande fynd, det finns många aspekter av havsnivåförändringar som behöver utforskas ytterligare, sade Polyak. Som ett resultat, teamet från UNM och University of South Florida tilldelades ett nytt National Science Foundation Grant för att fortsätta arbetet i Medelhavet."