Under det senaste århundradet, den globala havsnivån har stigit i allt snabbare takt. Det betyder att skadorna som orsakas av stormfloder kommer att bli allvarligare, kusterosion kommer att accelerera och översvämningar kommer att bli vanligare och dyrare.

Men en av de mest oroande sakerna med den trenden är att nuvarande modeller för att förutsäga framtida havsnivåhöjningar saknar kritisk information – nyckelfaktorer som kan hjälpa oss att bättre förbereda oss för effekterna av stigande hav på våra samhällen och vår ekonomi.

En ny studie av geologen Lauren Simkins, en professor i miljövetenskap vid University of Virginia, dock, föreslår att hon och hennes kollegor, som beskriver sig själva som "glacialgeologer, "har upptäckt ett sätt att testa viktiga variabler i ekvationen som kan göra dessa modeller mycket bättre på att förutsäga hur mycket havsnivån kommer att stiga - och hur snabbt.

Medan ett uppvärmande klimat kommer att bidra till en fortsatt höjning av den globala havsnivån genom att landbaserade glaciärer och inlandsisar som täcker Antarktis och stora delar av Grönland smälter, modellerna som forskarna använder för att förutsäga hur snabbt isen kommer att smälta involverar en del gissningar om vad som händer under dessa massiva isstrukturer när de rör sig över terrängen under dem.

"Sättet vi valde att närma oss detta problem, "Simkins sa, "var att titta på de geologiska uppgifterna och de glaciala landformerna som bildades av nu utdöda inlandsisar eller sektorer av inlandsisar som inte längre existerar. Där kan vi mycket tydligt se signaturen för isflödet, reträttmönstret och hur terrängen ser ut."

Med hjälp av massiva datamängder som samlats in från hela världen, Simkins och hennes medförfattare har kunnat avslöja ledtrådar om interaktionerna mellan inlandsisen och olika typer av terräng som de en gång täckte genom att leta efter bevis som stöder de antaganden som modellerare gör eller för att identifiera omständigheter där dessa antaganden inte gäller.

"Det finns vissa egenskaper hos terrängen som gör att vi bättre kan förutsäga framtida resultat, "Simkins sa, "men vi vet också att det finns vissa egenskaper hos den underliggande terrängen som kan stabilisera isen som vi inte riktigt visste var så viktiga som vi fann genom denna omfattande datauppsättning av tidigare isglacierade landskap."

Simkins och hennes kollegor från Sverige och Norge placerar dessa geologiska observationer av hur känsligt isflöde och reträtt är för den underliggande terrängen i sammanhanget med moderna ismassor som bidrar till den globala havsnivåhöjningen.

"Thwaites glaciär i Antarktis bidrar med 4% till den globala havsnivåhöjningen, och det är bara en glaciär, en bit av den antarktiska inlandsisen som dränerar is i havet, "Sa Simkins. "Så, vi tar information från individuella tidigare glaciala system och slår samman alla dessa empiriska observationer för att komma fram till något som vi kan använda för att förutsäga och för att begränsa de modeller som är avgörande för att bestämma inlandsisens bidrag till havsnivån."

I sista hand, hennes arbete med att hjälpa till att finjustera förutsägelser om stigande havsnivåer kommer att vara avgörande för att förstå hur man kan förutse konsekvenserna av ett förändrat klimat och hur snabbt vi kommer att behöva agera.

"Havsnivåhöjning från smältning av glaciärer och inlandsisar är en kritisk klimatutmaning som kustsamhällen runt om i landet och världen står inför, "Scott Doney, expert på miljöförändring vid UVA:s institution för miljövetenskap, sa. "Professor Simkins forskning ger värdefulla insikter om vår förmåga att förutsäga hastigheten för glacial reträtt och gränserna för dessa förutsägelser. Hon tillför ny och spännande vetenskaplig expertis till UVA på isdominerade delar av världen, nu och i det geologiska förflutna."

Simkins papper, skriven tillsammans med Sarah L. Greenwood vid Stockholms universitet, Monica C.M. Winsborrow från Norges arktiska universitet och Lilja R. Bjarnadóttir med Norges geologiska undersøkelse, publicerades i januarinumret av Vetenskapens framsteg .