Tropiska glaciärer i Afrika och Sydamerika började sin reträtt samtidigt i slutet av den senaste istiden omkring 20, 000 år sedan, enligt en Dartmouth -studie.

Upptäckten av synkronisering i is reträtt över de globala tropikerna förtydligar hur de låga breddgraderna förändrades under en av jordens mest extrema klimatförändringar och kan hjälpa dagens förutsägelser om vår egen klimatframtid.

Studien, publiceras i Vetenskapens framsteg , Parlamentet stöder det överväldigande vetenskapliga samförståndet om koldioxidens roll för att orsaka globala klimatförändringar, men lägger till ytterligare nivåer av komplexitet till förståelsen av jordens klimatsystem och hur istider snabbt tar slut. Resultatet bidrar också till förståelsen av sekvenseringen av glacial reträtt mellan tropikerna och polarområdena vid den tiden

"Koldioxid är det som fick jorden att komma ur den senaste istiden, sa Meredith Kelly, en docent vid institutionen för geovetenskaper i Dartmouth, och senior forskare på studien. "Men det finns också processer som började innan koldioxid ökade som är viktiga för den övergripande historien om hur perioden slutade, och det var det vi ville förstå. "

Enligt Dartmouth-studien, glaciärer i tropiska Afrika och Sydamerika nådde sin maximala omfattning cirka 29, 000-21, 000 år sedan och började sedan smälta. Denna reträtt är tidigare än den betydande ökningen av koldioxid i atmosfären som registrerades vid cirka 18, 200 år sedan.

Fynden visar en trend med ökande tropiska temperaturer över planeten och tyder på att uppvärmningen kan ha orsakats av en minskning av temperaturskillnaderna mellan jordens polära områden och tropikerna.

Vid slutet av den senaste istiden i Arktis, små förändringar i jordens omloppsbana resulterade i mer solstrålning och varmare temperaturer, och orsakade en reträtt av de norra isskikten. I Antarktis, förändringen av planetens vinkel mot solen skapade längre somrar. Minskningen av temperaturgradienten mellan polerna och tropikerna bromsade värmens rörelse ut från de låga breddgraderna till extrema norr och söder, vilket gör tropikerna varmare och resulterar i snabbare förlust av glaciärer i regionen.

När förändringar i havets och atmosfärens cirkulationsmönster och ökningen av koldioxid tog över, planeten lämnades i en överväldigande värmande spiral som smälte inlandsisar nära polerna och nästan eliminerade glaciärer i tropikerna.

"Bara ett par tusen år kan göra stor skillnad i vår förståelse av tidigare och nuvarande klimatförändringar, sa Margaret Jackson, som fungerade som huvudförfattare av studien samtidigt som en Ph.D. student på Dartmouth. "Denna studie visar att glaciärer reagerade på uppvärmningen redan innan den deglaciala ökningen av koldioxid pressade planeten över kanten för att avsluta den sista istiden."

Förutom en samtidig, pan-tropisk uppvärmning, studiens ytterligare fynd att tropiska glaciärer nådde sina maximala sträckor samtidigt som glaciärer på högre breddgrader bekräftar en global synkronisering av kylning under den senaste istiden.

Fältforskning för studien utfördes på glaciärmoräner i Rwenzori-bergen vid ekvatorn som ligger på gränsen mellan Uganda och Demokratiska republiken Kongo. Bergsglaciärer, särskilt de som ligger på höga höjder i tropiska regioner, är känsliga för temperaturförändringar. Studien använde tidigare omfattningar av tropiska glaciärer för att sluta sig till tidigare förändringar i tropiska temperaturer.

Forskare bestämde tidpunkten för den tropiska glaciärens framfart och reträtt genom att analysera beryllium-10, en radioaktiv isotop som framställs i kvarts. Eftersom beryllium-10 endast tillverkas när en stenyta exponeras för atmosfären, dess koncentration anger hur lång tid sedan en glacial morän avsattes.

Tidigare forskning med beryllium-10-datering indikerade att vissa tropiska glaciärer uppnådde sina maximala sträckor under höjden av den senaste istiden. Men dessa fynd var begränsade till Sydamerika. Dartmouth-studien räknade om de tidigare fastställda data som tagits från platser över tropiska Sydamerika och utökade resultaten till tropiska Östafrika för att visa att glaciärförlust under denna period var ett pantropiskt fenomen.

"Vi visste från tidigare arbete att tropiska glaciärer i Sydamerika kan ha dragit sig tillbaka tidigt, men vi visste inte hur utbrett fenomenet var. Rwenzoribergen visade sig vara det perfekta utomhuslaboratoriet för att bekräfta den pantropiska tidpunkten för tidigare klimatförändringar, sa Jackson.

Även om iskärnregister från tropikerna är tillgängliga för forskare, att tolka information om tidigare klimat från dem kan vara komplicerat. Eftersom troperna är långt ifrån direktkylning av isbredder med hög latitud, regionen kan användas för att bättre förstå globala temperaturer under den senaste istiden och hjälpa till att ge ledtrådar om hur jordens temperatur förändrades över tiden.

Studien hjälper också forskare att förstå hur temperaturgradienter, växthusgaser, atmosfärisk cirkulation och havscirkulation samverkar för att få planeten att "vända" mellan kalla och varma perioder.

"Dagens planet går in i ett nytt klimatläge som saknar motstycke under de senaste miljoner åren, ", sa Kelly. "Modeller av tidigare förändringshändelser kan hjälpa oss att förutsäga framtiden, och vår mer fullständiga förståelse av tropikerna fungerar som en viktig pusselbit."

Befintlig forskning om tropiska glaciärer under den senaste istiden är begränsad till Afrika och Sydamerika. Framtida arbete syftar till att avgöra om platser i andra regioner kan bidra till förståelsen av globala klimatförändringar.