Strävan efter att upptäcka vad som drev den sista, långsiktigt globalt klimatskifte på jorden, som ägde rum för ungefär en miljon år sedan, har tagit en ny, avslöjande twist.

Ett team av forskare ledda av Dr. Sev Kender från University of Exeter, har hittat en fascinerande ny insikt om orsakerna till Mid-Pleistocene Transition (MPT) - fenomenet där planeten upplevde längre tid, intensifierade cykler av extrem kyla.

Även om orsakerna till MPT inte är helt kända, en av de mest framträdande teorierna antyder att den kan ha drivits av minskningar av glaciala CO2-utsläpp.

Nu, Dr. Kender och hans team har upptäckt att stängningen av Beringssundet under denna period på grund av glaciation kunde ha lett till att norra Stilla havet blev stratifierat – eller uppdelat i distinkta lager – vilket gjorde att CO2 togs bort från atmosfären. Detta skulle, de föreslår, har orsakat global kylning.

Teamet tror att den senaste upptäckten kan ge en avgörande ny förståelse för hur MPT inträffade, men också ge en ny inblick i de drivande faktorerna bakom globala klimatförändringar.

Forskningen publiceras i Naturkommunikation den 19 december 2018.

Dr Kender, en medförfattare på studien från Camborne School of Mines, baserad på University of Exeters Penryn Campus i Cornwall sa:"Det subarktiska norra Stilla havet består av några av de äldsta vattnet på jorden, som varit avskild från atmosfären under så lång tid att en hög koncentration av löst CO2 har byggts upp på djupet. När detta vatten stiger upp till ytan, en del av CO2 släpps ut. Detta anses vara en viktig process i geologisk tid, orsakar en del av den globala uppvärmningen som följde efter tidigare istider.

"Vi tog djupa sedimentkärnor från botten av Berings hav som gav oss ett arkiv över regionens historia. Genom att studera kemin i sediment och fossila skal från marina protister som kallas foraminifera, vi rekonstruerade planktonproduktiviteten, samt yt- och bottenvattenmassor. Vi kunde också bättre datera sedimenten så att vi kunde jämföra förändringar i Berings hav med andra globala förändringar vid den tiden.

"Vi upptäckte att Beringshavsregionen blev mer stratifierad under MPT med en utökad medeldjup vattenmassa, så att en av de viktiga bidragsgivarna till den globala uppvärmningen – uppkomsten av det subarktiska norra Stilla havet – effektivt begränsades."

Jordens klimat har alltid varit utsatt för betydande förändringar, och under de senaste 600, 000 år och mer har det vanligtvis pendlat mellan varma perioder, liknande idag, och kallare, "glaciala" perioder när stora delar av kontinenter är täckta under flera kilometer is.

Dessa vanliga, naturliga förändringar i jordens klimat styrs av förändringar i hur jorden kretsar runt solen, och variationer i lutningen av dess axel orsakade av gravitationsinteraktioner med andra planeter.

Dessa förändringar, känd som omloppscykler, kan påverka hur solenergi sprids över planeten. Vissa omloppscykler kan, därför, leda till kallare somrar på norra halvklotet som kan utlösa starten av istid, medan senare cykler kan ge varmare somrar, får isen att smälta.,

Dessa cykler kan påverkas av en mängd faktorer som kan förstärka deras effekt. En av dessa är koldioxidhalten i atmosfären.

Eftersom MPT inträffade under en period då det inte fanns några uppenbara förändringar i karaktären av omloppscyklerna, forskare har länge försökt att upptäcka vad som drev förändringarna att äga rum.

För denna forskning, Dr Kender och hans team borrade efter djuphavssediment i Beringshavet, i samband med International Ocean Discovery Program, och mätte kemin hos de fossila skalen och sedimenten.

Teamet kunde skapa en detaljerad rekonstruktion av oceaniska vattenmassor genom tiden - och fann att stängningen av Baringsundet orsakade att det subarktiska norra Stilla havet blev stratifierat under denna period av glaciation.

Denna skiktning, som argumenterar, skulle ha tagit bort CO2 från atmosfären och orsakat global kylning.

Dr Kender tillade:"Idag rinner mycket av det kalla vatten som produceras av havsisen norrut in i Ishavet genom Beringssundet. När glaciärer växte och havsnivån sjönk för cirka 1 miljon år sedan, Beringssundet skulle ha stängts, behålla kallare vatten i Berings hav. Denna utökade vattenmassa verkar ha kvävt uppströmningen av djupt CO2-rikt vatten och tillåtit havet att binda upp mer CO2 ur atmosfären. Den associerade kyleffekten skulle ha förändrat jordens känslighet för omloppscykler, orsakar kallare och längre istider som kännetecknar klimatet sedan dess.

"Våra resultat framhäver vikten av att förstå nuvarande och framtida förändringar i oceanerna på hög latitud, eftersom dessa regioner är så viktiga för långvarig lagring eller utsläpp av atmosfärisk CO2."