Joerg Schäfer och Gisela Winckler, geokemister och paleoklimatologer vid Lamont-Doherty Earth Observatory, tilldelades medel från Center for Climate and Life för att undersöka sårbarheten hos Grönlands massiva inlandsis.

Forskningen bygger på deras tidigare arbete, särskilt, ett 2016 Natur studie ledd av Schaefer som indikerar att Grönlands inlandsis nästan helt smält minst en gång under de senaste två miljoner åren. Fyndet tyder på att inlandsisen är mycket mer instabil än vad forskare tidigare trott.

Deras nya projekt använder analytiska verktyg som de har utvecklat för att direkt utvärdera den tidigare variationen av Grönlands inlandsis. Resultaten av denna forskning kommer att bidra till förbättrade förutsägelser om den globala havsnivåhöjningen och hur den kommer att påverka samhället.

F. Vad är det allmänna fokuset för din forskning?

Joerg. Jag är chef för Cosmogenic Dating Group på Lamont. Mitt forskningsprogram tittar på sambandet mellan klimatförändringar och kryosfäriska förändringar, från inlandsisar och bergsglaciärer till effekterna av havsnivåförändringar. Vi gör detta globalt, titta på klimatvariationer och hur glaciärer reagerade, från Arktis genom Alperna, de tropiska Anderna, Himalaya, Sydamerika, och Antarktis. Vi försöker förstå hur is reagerade på temperaturförändringar i det förflutna så att vi kan kalibrera känsligheten för den och sedan bättre förutsäga vad som kommer i framtiden.

Gisela. Jag leder Noble Gas Lab i Lamont. Vi gör kosmogena isotoper och andra mätningar för att rekonstruera tidigare förändringar i klimatsystemet. Förutom att titta på frågor om dejting och is, Jag arbetar mycket med att rekonstruera paleoklimat och miljöförhållanden i det förflutna med hjälp av arkiv som kan berätta om det förflutna, som exponerade stenytor, marina sediment, och iskärnor.

F. Vilket är problemet du försöker lösa med din klimat- och livsfinansiering?

G. Vad den här nya naturtidningen visar är att Grönlands inlandsis, vilket vetenskapssamfundets tanke är ett stabilt system – i jämförelse med den västantarktiska istäcket, till exempel — är faktiskt inte så stabil. Det finns indikationer från paleoklimatrekorden på längre tidsskalor av klimatförändringar från de senaste miljon åren eller så att det finns ett verkligt hot om betydande smältning av Grönland.

J. Grönlands inlandsis har potential att smälta snabbare än något annat inlandsis. Men för tillfället spelar inte Grönlands inlandsis någon betydande roll i några havsnivåprojektioner och det måste korrigeras. Det är de dåliga nyheterna. Den goda nyheten är att med den nya verktygslåda vi har utvecklat, vi kan svara på frågor som:Vilka är de svagaste elementen på Grönlands inlandsis? Vilka delar av det kommer att smälta först? Var ska du övervaka först? Och du kan också säga vilken förändringstakt som kan vara. Så det här arbetet är verkligen brådskande och också riktigt lovande.

F. Berätta mer om det nya verktygspaketet du kommer att använda på det här problemet.

J. Gisela och jag driver två av de viktigaste geokemilabben på Lamont. Tillsammans är vi den enda anläggningen i världen som kan göra högkänsliga mätningar av sju relevanta kosmogena nuklider. Dessa är isotoper som produceras av växelverkan mellan kosmiska strålar från himlen med kärnan i vissa atomer. Vi använder analytiska tekniker för att mäta dem som en funktion av tiden – det är egentligen bara ett mått på tiden som en yta exponeras för den öppna himlen.

Kosmogena nuklider i berggrunden under inlandsisar kan berätta om perioder av isfria förhållanden eftersom endast kosmiska strålar som direkt träffar berggrunden producerar dessa nuklider. Vårt nya verktyg kombinerar flera av dessa nuklider med olika halveringstider, eller helst en stabil ädelgas med en radioaktiv nuklid, att rekonstruera historien om isfria förhållanden under inlandsisen.

Från dessa datamängder, vi kan lära, till exempel, när en del av berggrunden tidigare inte längre var täckt med is och exponerad för luften. Så vi kan nu veta när det tidigare fanns perioder av inlandsis kollaps och perioder av inlandsis, vilket är en av de nyckelfrågor som forskarna vill svara på.

Vi har detta sällsynta kärnprov av berggrund samlat under Grönlands istoppmöte, som vi använde i vår 2016 studie. Nu, med denna nya Climate and Life-finansiering, vi kommer att mäta två olika kosmogena nuklider i samma kärna. Vi kommer också att göra högkänslighetsmätningar av alla intressanta nuklider på två nya kärnprover som samlats in från sydvästra Grönland och den nordöstra Grönlands isström.

Detta arbete kan hjälpa oss att spåra vilken typ av reträtt Grönlands inlandsis hade. Vi kommer att kunna peka på inlandsisens svagheter, så du kan till och med prata om ett system för tidig varning. Om du vet var en svaghet finns, du kan övervaka det och se när området börjar kollapsa. Du kan också svara på frågor som till exempel, på Grönland var kommer den första foten av havsnivåbidraget från inlandsisen ifrån?

F. Hur kan detta projekt främja förståelsen av de utmaningar som klimatförändringarna innebär?

G. Det här projektet tittar på vad vi tror är en av de viktigaste utmaningarna med klimatförändringar, och det är hotet från havsnivåhöjningen. Det råder enighet om att detta är en av de viktigaste effekterna, och inte bara för att det innebär så många risker för infrastruktur och städer som har byggnader längs kusten. Faktiskt, det är en utmaning för alla på den här planeten på grund av dessa krusningseffekter av havsnivåhöjningar som påtvingad migration och förstörelse av ekosystem, vanor, och även hela regioner där människor bor. Och på kortare tid än vi hoppas, alla kommer att känna effekterna av havsnivåhöjningen.

J. Vad vi kommer att få ut av detta vetenskapligt är, nästan säkert, vi kommer att öka havsnivåförutsägelserna för Grönland och därför för världen, och följaktligen minska en del av den osäkerhet som är förknippad med de nuvarande förutsägelserna. Det vi kan leverera genom detta projekt är ett bättre ramverk för vad havsnivåproblemet faktiskt är och vad problemet kommer att vara under de kommande 50 till 100 åren.

Så vi kommer att göra det här arbetet för Grönland, då måste vi så småningom göra det för alla världens inlandsisar. Den goda nyheten är att vi kan lägga fram dessa riktigt robusta förståelser av dessa inlandsisar, hur känsliga de var, och hur dynamiska de var, och är, just nu. Vi kan verkligen göra ett kvantsprång i vår förståelse av dem. Det är målet för de kommande 10 åren.

Forskare borrade nästan två mil ner genom toppen av Grönlands inlandsis (vit prick, vänster), att nå berggrunden. Isotoper som hittats i berget indikerar att denna plats och större delen av Grönland var nästan isfria (höger) under det senaste geologiska förflutna. (Illustration från Schaefer et al., 2016)

F. Vad tycker du är mest spännande med det här arbetet?

J. Som vetenskapsman, brådskan och nyheten är mest spännande. Vi har ett helt nytt arkiv att titta i som i princip garanterar att vi hittar riktigt viktig information, vilken information än kan vara. Och vi har utvecklat dessa verktyg – nycklarna för att öppna kassaskåpet. Det känns som att en arkeolog hittar en grav och är den första att titta in i den.

Jag har gjort grundforskning i hela mitt liv och det här är första gången det är så direkt kopplat till konsekvenserna, till samhället. Det är viktigt att institutioner och ramar som Center for Climate and Life finns just nu. Klimatförändringar är så uppenbart ett helt tvärvetenskapligt problem och ju mer erfarenhet du får som vetenskapsman, desto mer intresserad blir du av att faktiskt ansluta till lösningssidan och Centern hjälper oss att göra det.

G. Jag håller med. Det är överlägset det mest relevanta jag någonsin gjort. Jag tror att det verkligen spelar roll. Och det öppnar upp denna anslutning till alla dessa problem som är i centrum för Center for Climate and Life. Ju mer jag förstår dessa problem, desto mer är jag intresserad av att arbeta med sådana frågor och få ut ordet. Och att bidra med det lilla jag kan som geokemist till att lista ut klimatförändringar och kanske till och med komma på lösningar.

F. När det gäller att hitta lösningar på klimatförändringar, vad ger dig hopp?

G. Mitt hopp finns hos den unga generationen. Människor som går i gymnasiet eller college idag har makten att ta reda på detta. När jag undervisar eller arbetar med organisationer som Climate Museum, till exempel, Jag pratar med unga människor och de ger mig glimtar av hopp. Och jag tror att dessa mycket duktiga elever kommer att vara de som kommer att ta reda på det här problemet och när de väl gör det, som kommer att utlösa så mycket mer initiativ och leda till lösningar.

J. Ett annat perspektiv på det:Jag skulle säga att isförändringarna är de mest dramatiska och akademiskt värdefulla, och en sorts affisch för utbildning om klimatförändringar. Och medan dessa förändringar sker, utbildar vi nästa generation av studenter och unga forskare. Dessa människor kommer att se förändringar i en grad som bara är häpnadsväckande och som kommer att bidra till nästa generations motivation att göra något åt ​​det.

F. Har du en favoritbok om klimatförändringar?

G. Jag gillar verkligen en bok av David Archer som heter The Long Thaw. Han är en lysande utbildare och han skriver riktigt bra om vetenskapen om klimatförändringar.