Forskare har dokumenterat en klimatförbindelse i två delar mellan Nordatlanten och Antarktis, en snabb atmosfärisk kanal och en mycket långsammare oceanisk kanal, som orsakade snabba klimatförändringar under den senaste istiden - och kanske igen.

I en ny studie publicerad i veckan i Natur , ett internationellt team av forskare beskriver hur extremt abrupta klimatförändringar 60, 000 till 12, 000 år sedan kom från den upprepade förstärkningen och försvagningen av en havsström som värmer Grönland och Europa genom att föra varmt vatten från tropikerna via Golfströmmen till Nordatlanten. Den strömmen är känd som Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC).

Den nya forskningen dokumenterar hur Nordatlanten kommunicerar dessa extrema händelser till Antarktis, på motsatt sida av världen.

"Nordatlanten sänder meddelanden till Antarktis på två olika tidsskalor, "sa Christo Buizert, en specialist på klimatförändringar vid Oregon State University och huvudförfattare till studien. "Den atmosfäriska anslutningen är som ett textmeddelande som kommer direkt, medan den oceaniska är mer som ett vykort som tar sin tid att komma dit - i det här fallet, 200 år, vilket gör att posttjänsten ser ganska bra ut i jämförelse.

"När Nordatlanten värms på grund av det förstärkta AMOC, hela Antarktis kommer så småningom att svalna på grund av oceaniska förändringar. Det börjar med vinden, men havet ger en mycket större inverkan två århundraden senare. "

Under den senaste istiden var denna AMOC -ström vanligtvis mycket svag, störtade Nordatlantiska regionen i kyliga förhållanden. Men ibland skulle det förstärkas mycket snabbt, gör att Grönland plötsligt värms upp, säger forskarna. När Grönland värmde, klimatet i Antarktis på andra sidan världen skulle förändras - två gånger.

Globala atmosfäriska förhållanden förändrades omedelbart och västliga vindar som blåste runt Antarktis flyttade bort från landet, som orsakade uppvärmning i vissa delar av Antarktis och kylning i andra. Den andra halvan av påverkan var mycket långsammare, en svalkande effekt av oceanerna på södra halvklotet som inte visade sig i Antarktis på 200 år.

Studien förklarar varför klimatet i Grönland och Antarktis inte exakt har anpassats över tiden, enligt atmosfärforskaren Oregon State Justin Wettstein, medförfattare till studien.

"Det här är första gången som du så tydligt kan se muttrar och skruvar för hur klimatet fungerar i tidskala mycket längre än våra meteorologiska observationer, "Sa Wettstein." Det gör att vi kan se hur Grönland och Antarktis har kopplats ihop - rumsligt och tidsmässigt - långt innan människor sprang runt med termometrar för att mäta temperaturen. "

För att rekonstruera klimatet, forskarna undersökte iskärnor från fem olika platser i Antarktis och synkroniserade datumen genom att titta på lager av vulkanisk aska. De mätte temperaturförändringar genom att analysera förhållandena mellan vattenisotoper. De matchade sedan data med väletablerade datum för de så kallade "Dansgaard-Oeschger" -händelserna i Grönlands iskärnor för att identifiera sambandet mellan halvklotet.

Dessa extremt abrupta händelser inträffade ungefär 25 gånger under den senaste istiden, från 100, 000 till 20, För 000 år sedan, säger forskarna.

"När Golfströmmen går över till full styrka, Grönland kan värma så mycket som 10 till 15 grader Celsius inom ett decennium, "Sa Buizert." Förändringen är abrupt och massiv. När havet överför värme till norr, resten av det globala havet börjar svalna. Antarktis märker så småningom att haven blir kallare, men först efter 200 år har gått. "

Den atmosfäriska förändringen i Antarktis förflutna har ett visst mönster av var det är varmare och var det är kallare - ett slags temperaturfingeravtryck, Sa Buizert.

"Det som är riktigt snyggt är att genom att titta på nutida observationsdata kan vi hitta en analog för det som hände tidigare, "Sa Buizert." Liksom rättsmedicinska detektiver, vi kan jämföra temperaturfingeravtrycket i iskärnorna med fingeravtrycket i dagens vindmönster. Så här identifierade vi den skyldige - västra vindarna på södra halvklotet. "

Observationsdata och klimatmodeller visar att AMOC -strömmen idag försvagas på grund av globala klimatförändringar, så kan det som hände under den senaste istiden hända igen.

Forskarna säger att om det förflutna är en vägledning för vad framtiden kan innehålla, försvagningen av AMOC kommer sannolikt att minska styrkan hos asiatiska monsuner och miljarder människor är beroende av det regnet för sin försörjning. De förändrade vindmönstren på södra halvklotet kommer också att minska havets förmåga att ta upp koldioxid, vilket betyder mer CO ₂ utsläppen kommer att stanna i atmosfären, stärka växthuseffekten.

"Vi vet att vår värld nu värmer i genomsnitt, men de regionala förändringarna beror också på hur de atmosfäriska och oceaniska cirkulationerna reagerar, "Sa Wettstein, "och det är något som klimatmodeller fortfarande är oense om. Denna studie ger oss ett verkligt exempel på tidigare förändringar i cirkulationen som vi kan använda för att testa och förbättra våra modeller."

Forskarna varnar för att andra influenser förutom AMOC också kommer att påverka klimatförändringen - stigande temperaturer från växthusgaser är en viktig faktor globalt, och förändringar av ozonskiktet påverkar vindmönster och klimat i Antarktis.

Buizert, som har varit på vetenskapliga expeditioner till Antarktis och Grönland flera gånger, sa att forskningen är "riktigt spännande för klimatnördar som oss att ta reda på hur bitarna i vårt klimat hänger ihop."

"Resultaten kan också få konsekvenser för framtiden, "noterade han." AMOC försvagas nu på grund av global uppvärmning och smältvatten från Grönland. "Textmeddelandet" skickas och atmosfäriska förhållanden förändras. "Vykortet" är på väg. "