Vi vet att vår planet har upplevt varmare perioder tidigare, under den geologiska epoken Pliocen för cirka tre miljoner år sedan.

Vår forskning, publiceras idag, visar att upp till en tredjedel av Antarktis inlandsis smälte under denna period, vilket gör att havsnivån stiger med så mycket som 20 meter över nuvarande nivåer under kommande århundraden.

Vi kunde mäta tidigare förändringar i havsnivån genom att borra kärnor på en plats i Nya Zeeland, känd som Whanganui -bassängen, som innehåller grunda marina sediment med utan tvekan den högsta upplösningen i världen.

Med hjälp av en ny metod som vi utvecklat för att förutsäga vattennivån utifrån storleken på sandpartiklar som förflyttas av vågor, vi konstruerade ett rekord av globala havsnivåförändringar med betydligt mer precision än vad som tidigare varit möjligt.

Pliocen var sista gången atmosfärens koldioxidkoncentrationer var över 400 ppm och jordens temperatur var 2°C varmare än förindustriell tid. Vi visar att en uppvärmning på mer än 2°C kan sätta igång en utbredd smältning i Antarktis igen och att vår planet kan rusa tillbaka till framtiden, mot ett klimat som fanns för tre miljoner år sedan.

Överskrider Paris klimatmål

Förra veckan såg vi aldrig tidigare skådade globala protester under flaggan av Greta Thunbergs klimatstrejker #FridaysForFuture, eftersom det brådskande att hålla den globala uppvärmningen under Parisavtalets mål på 2°C slog in. Thunberg fångade kollektiv frustration när hon agade FN för att de inte agerat tidigare utifrån de vetenskapliga bevisen. Hennes vädjan gav eko när hon påminde oss om att:"Med dagens utsläppsnivåer, den återstående CO₂-budgeten [1,5°C] kommer att vara helt slut på mindre än åtta och ett halvt år."

Med nuvarande globala utsläppstakt kan vi vara tillbaka i pliocen år 2030 och vi kommer att ha överskridit Parismålet på 2°C. En av de mest kritiska frågorna som mänskligheten står inför är hur mycket och hur snabbt den globala havsnivån kommer att stiga.

Enligt den senaste specialrapporten om världens hav och kryosfär från Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), glaciärer och polarisar fortsätter att förlora massa i en accelererande hastighet, men bidraget från polarisar, i synnerhet Antarktis inlandsis, till framtida havsnivåhöjning är fortfarande svårt att begränsa.

Om vi ​​fortsätter att följa vår nuvarande utsläppsbana, medianvärdet (66 % sannolikhet) globala havsnivån som nås i slutet av århundradet kommer att vara 1,2 meter högre än nu, med två meter en rimlig övre gräns (5 % sannolikhet). Men naturligtvis upphör inte klimatförändringarna magiskt efter år 2100.

Borra tillbaka till framtiden

För att bättre förutsäga vad vi förbinder världens framtida kustlinjer till måste vi förstå polarisens känslighet. Om vi ​​vill veta hur mycket haven kommer att stiga vid 400 ppm CO₂, Pliocen -epoken är en bra jämförelse.

Tillbaka 2015, vi borrade kärnor av sediment som deponerades under Pliocen, bevarad under det karga bergslandet vid Whanganui Basin. En av oss (Timothy Naish) har arbetat i detta område i nästan 30 år och identifierat mer än 50 fluktuationer i den globala havsnivån under de senaste 3,5 miljoner åren av jordens historia. De globala havsnivåerna hade gått upp och ner som svar på naturliga klimatcykler, känd som Milankovitch cykler, som orsakas av långvariga förändringar i jordens solomlopp var 20:e 000, 40, 000 och 100, 000 år. Dessa förändringar gör i sin tur att polarisarna växer eller smälter.

Medan havsnivån antogs ha varierat med flera tiotals meter, hittills hade ansträngningar att rekonstruera den exakta amplituden motarbetats av svårigheter på grund av jorddeformationsprocesser och många av cyklernas ofullständiga natur.

Vår forskning använde ett väletablerat teoretiskt förhållande mellan storleken på de partiklar som transporteras av vågor på kontinentalsockeln och djupet till havsbotten. Vi tillämpade sedan denna metod på 800 meter borrkärna och häll, representerar kontinuerliga sedimentsekvenser som spänner över en tidsperiod från 2,5 till 3,3 miljoner år sedan.

Vi visar att under Pliocen, Den globala havsnivån fluktuerade regelbundet mellan fem och 25 meter. Vi tog hänsyn till lokala tektoniska landrörelser och regionala havsnivåförändringar orsakade av gravitations- och jordskorpan för att bestämma havsnivåuppskattningarna, känd som PlioSeaNZ havsnivårekord. Detta ger en approximation av förändringar i den globala medelhavsnivån.

Antarktis bidrag till havsnivåhöjning

Vår studie visar också att det mesta av havsnivåhöjningen under Pliocen kom från Antarktis inlandsisar. Under den varma pliocenen, geografin för jordens kontinenter och oceaner och storleken på polarisarna liknade idag, med endast ett litet inlandsis på Grönland under den varmaste perioden. Smältningen av Grönlands inlandsis skulle ha bidragit som högst fem meter till de maximala 25 meter globala havsnivåhöjningen som registrerats vid Whanganui Basin.

Av kritisk oro är att över 90 % av värmen från den globala uppvärmningen hittills har gått ut i havet. Mycket av det har gått ut i södra oceanen, som badar utkanterna av Antarktis inlandsis.

Redan, vi observerar varma cirkumpolära djupvatten som stiger upp och går in i ishyllans håligheter på flera platser runt Antarktis idag. Längs Amundsenhavets kust i Västantarktis, där havet har värmts upp som mest, inlandsisen tunnas ut och drar sig snabbast tillbaka. En tredjedel av Antarktis inlandsis – motsvarande upp till 20 meters havsnivåhöjning – är grundad under havsytan och känslig för omfattande kollaps från havsuppvärmning.

Vår studie har viktiga konsekvenser för stabiliteten och känsligheten hos det antarktiska inlandsisen och dess potential att bidra till framtida havsnivåer. Det stöder konceptet att en tipppunkt i Antarktis istäcke kan passeras om den globala temperaturen tillåts stiga med mer än 2℃. Detta kan leda till att stora delar av inlandsisen kommer att smälta ner under de kommande århundradena, omforma strandlinjer runt om i världen.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.