Forskare från Niels Bohr Institute, Köpenhamns universitet har, i samarbete med norska forskare i ERC Synergy-projektet, ICE2ICE, har visat att plötsliga klimatförändringar inträffade som ett resultat av en omfattande minskning av havsisen. Detta vetenskapliga genombrott avslutar en långvarig debatt om mekanismerna som orsakar plötsliga klimatförändringar under istiden. Den dokumenterar också att orsaken till snabbheten och omfattningen av plötsliga klimatförändringar måste hittas i haven.

Vetenskapliga bevis för plötsliga klimatförändringar i det förflutna har äntligen uppnåtts

Under den senaste istiden, app. 10, 000—110, För 000 år sedan var det norra halvklotet täckt av glacialis och omfattande havsis, som täcker de nordiska haven. Det kalla glaciala klimatet avbröts av perioder med snabb uppvärmning på upp till 16,5 grader Celsius över Grönlands inlandsis, de så kallade Dansgaard Oeschger-händelserna (D-O).

Dessa snabba glaciala klimatfluktuationer upptäcktes i Grönlands kärnborrningar för decennier sedan, men orsaken till dem har varit hett omtvistad. D-O-händelser är av särskild betydelse idag eftersom uppvärmningshastigheten tycks vara väldigt lik den som kan observeras i stora delar av Arktis nuförtiden. De nya resultaten visar att plötsliga klimatförändringar i det förflutna var nära kopplade till den snabba och omfattande nedgången av havsisen i de nordiska haven. Detta är mycket viktig kunskap eftersom havsisen för närvarande minskar för varje år.

"Vår, ända tills nu, den mest omfattande och detaljerade rekonstruktionen av havsis dokumenterar vikten av den snabba minskningen av havsisen och de anslutna återkopplingsmekanismerna som orsakar plötsliga klimatförändringar, säger Henrik Sadatzki, första författare till studien.

Sedimentkärna och iskärndata kombinerades för att uppnå resultatet

De norska forskarna undersökte två sedimentkärnor från norska havet, och de danska forskarna undersökte en iskärna från östra Grönland för förändringar i havsisen. Både sediment och iskärnor daterades noggrant och länkades vidare till varandra genom flera vulkaniska lager av aska (tefra) som identifierades i båda.

Tidigare havsistäcke rekonstruerades i de marina kärnorna genom att observera förhållandet mellan specifika organiska molekyler producerade av alger som lever i havsis, och andra av alger som lever i isfria vatten. I Renlands iskärna från Östgrönland tittade forskarna på innehållet av brom. Detta innehåll är kopplat till nybildad havsis, eftersom bromhalten ökar när havsisen bildas. En robust kronologi och havsisinformation i både sedimentkärnor och iskärnan skulle kunna fastställas och användas för att undersöka omfattningen av havsisförändringarna i de nordiska haven under den senaste istiden.

"Vi har undersökt hur havsisen förändrades under den senaste istiden i både marina kärnor och iskärnor. Med den höga upplösningen i våra datamängder kan vi se att de nordiska haven, under de snabba klimatförändringarna under istiden, byta från att vara täckt av is året runt till att ha säsongsbetonat istäcke. Detta är kunskap vi kan tillämpa i vår förbättrade förståelse av hur havsisnedgången vi observerar idag kan påverka klimatet i Arktis, säger Helle Astrid Kjær, Docent vid isen, Klimat- och geofysiksektionen vid Niels Bohr Institutet.

Havsisförändringar i det förflutna visar hur klimatet idag kan förändras abrupt

Data som forskargruppen presenterar visar att de nordiska haven var täckta av omfattande havsis under kalla perioder, medan varmare perioder kännetecknas av minskade, säsongsbetonad havsis, samt ganska öppna isfria hav. "Våra register visar att den omfattande nedgången av havsis kunde ha skett under en period av 250 år eller mindre, samtidigt med en fas där vattnet i haven i norr blandas med det nordiska havet, och att denna situation ledde till plötsliga förändringar i atmosfärens uppvärmning, säger Sadatzki.

När det nordiska havet plötsligt förändrades från istäckt till öppet hav, energin från det varmare havsvattnet frigjordes till den kalla atmosfären, leder till förstärkning av plötslig uppvärmning av klimatet. Resultatet av studien dokumenterar att havsis är ett "tippelement" i det tätt kopplade havs-is-klimatsystemet. Detta är särskilt relevant idag, eftersom det ännu öppnare havet i norr kan leda till liknande plötsliga klimatförändringar.