Bevis på små mängder marint liv i en forntida antarktisk istäcke hjälper till att förklara ett långvarigt pussel om varför stigande koldioxidnivåer (CO₂) stannade i hundratals år när jorden värmdes upp från den senaste istiden.

Vår studie visar att det skedde en explosion i produktiviteten hos marint liv på ytan av södra oceanen för tusentals år sedan.

Och överraskande nog, detta marina liv spelade en gång en roll som reglerade klimatet. Därav, denna upptäckt har stora konsekvenser för framtida klimatförändringsprognoser.

Går in i det förflutna

Vår forskning tog oss på en fyra timmars flygning från Chile till Weddellhavet, vid den yttersta södra änden av Atlanten, att landa på en isbana på en iskall latitud av 79° syd.

Weddellhavet är ofta kvävt av havsis och har varit farligt för fartyg sedan de tidigaste upptäcktsresandena drog sig söderut.

1914, den anglo-irländska upptäcktsresanden Ernest Shackleton och hans män fastnade här i två år, 1, 000 kilometer från civilisationen. De mötte isolering, svält, minusgrader, kallbrand, vandrande isberg och hotet om kannibalism.

Att överleva här är tufft, liksom vetenskapen.

Vi tillbringade tre veckor i de närliggande Patriot Hills, borra genom is för att samla in prover.

Normalt när forskare samlar in isprover, de borrar en djup kärna vertikalt ner genom de årliga lagren av snö och is. Vi gjorde något helt annat:vi gick horisontellt genom att borra en serie kortare kärnor över islandskapet.

Det beror på att Patriot Hills är en häftigt vild plats beskjuten av Weddell Sea cykloner som dumpar stora snöfall, följt av starka kyliga vindar (kallade katabatiska vindar) som strömmar från polarplatån.

När vindarna blåser hela året, de tar bort ytisen i en process som kallas sublimering. Äldre, djupare is dras upp till ytan. Detta innebär att gå över den blå isen mot Patriot Hills är i praktiken som att resa tillbaka genom tiden.

Den exponerade isen avslöjar vad som hände under övergången från den senaste istiden runt 20, 000 år sedan in i vår nuvarande varmare värld, känd som Holocen.

Den antarktiska kylomvändningen

När jorden värmdes upp, Koldioxidhalterna i atmosfären steg snabbt från cirka 190 till 280 ppm.

Men den uppvärmande trenden var inte på ett sätt.

Börjar runt 14, 600 år sedan, det var en 2, 000 år lång period av nedkylning på södra halvklotet. Denna period kallas Antarctic Cold Reversal, och det är där CO₂-nivåerna stannade på cirka 240 ppm.

Varför det hände var pusslet, men att förstå det kan vara avgörande för att förbättra dagens klimatförändringsprognoser.

Att hitta liv i isen

Under tre veckor kämpade vi mot vindarna och snön för att göra en detaljerad samling av isprover från slutet av den senaste istiden.

Till vår förvåning, gömda i våra isprover fanns organiska molekyler – rester av marint liv för tusentals år sedan. De kom från cyklonerna utanför Weddellhavet, som sopade upp organiska molekyler från havsytan och dumpade dem på land för att bevaras i isen.

Antarktis is, som bildas av snöfall, brukar bara berätta för forskare om klimatet. Det som är spännande med att hitta bevis på lifẻ i forntida Antarktis is är att, för första gången, vi kan rekonstruera vad som hände till havs i södra oceanen samtidigt, tusentals år sedan.

Vi hittade en ovanlig period, uppvisar höga koncentrationer och ett varierat utbud av marint mikroplankton. Denna ökade havsproduktivitet sammanföll med Antarctic Cold Reversal.

Smältande havsis på sommaren upprätthåller det marina livet

Vår klimatmodellering avslöjar att Antarctic Cold Reversal var en tid av massiva förändringar i mängden havsis över södra oceanen.

När världen slingrade sig ur den senaste istiden, sommarvärmen förstörde stora mängder havsis som hade bildats under vintern. När havsisen smälter, det släpper ut värdefulla näringsämnen i södra oceanen, och underblåste den explosion i marin produktivitet vi hittade i isen på kontinenten.

Detta marina liv gjorde att mer koldioxid drogs från atmosfären när det fotosynteserades, liknar hur växter använder koldioxid. När det marina livet dör sjunker de till golvet, låsa bort kolet. Mängden koldioxid som absorberades i havet var tillräckligt stor för att registreras runt om i världen.

Vad detta betyder för klimatförändringarna idag

I dag, södra oceanen absorberar cirka 40 % av allt kol som släpps ut i atmosfären av mänsklig aktivitet, så vi behöver snarast en bättre förståelse för drivkrafterna bakom denna viktiga del av kolcykeln.

Marint liv i södra oceanen spelar fortfarande en viktig roll för att reglera mängden koldioxid i atmosfären.

Men när världen värms upp med klimatförändringarna, mindre havsis kommer att bildas i polarområdena. Denna naturliga kolsänka för marint liv kommer bara att försvagas, ökade globala temperaturer ytterligare.

Det är en läglig påminnelse om att även om Antarktis kan verka avlägset, dess påverkan på vårt framtida klimat är närmare och mer sammankopplad än vi kanske tror.

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