Studiens huvudförfattare Emilie Capron bredvid en iskärna i iskärnslaboratoriet, borrade i ytisen i Grönlands inlandsis. Iskärnorna från NGRIP- och NEEM-borrprojekten som används i denna studie är 2½-3 km långa och består av nederbördslager avsatta på Grönlands istäcke över mer än 100, 000 år. Klimatförhållandena för varje år har avslöjats från miljontals mätningar av isens sammansättning och dess föroreningar. Kredit:Mari Jensen
Under hela den senaste istiden, klimatet förändrades upprepade gånger och snabbt under så kallade Dansgaard-Oeschger-händelser, där Grönlands temperaturer steg mellan 5 och 16 grader Celsius på decennier. När vissa delar av klimatsystemet förändrades, andra delar av klimatsystemet följde efter som en serie domino som störtade i följd. Detta är slutsatsen från en analys av iskärndata av en grupp forskare som inkluderade postdoc Emilie Capron och docent Sune Olander Rasmussen från Sektionen för isens fysik, Klimat och jorden vid Niels Bohr Institute, Köpenhamns universitet, i Danmark.
Denna upptäckt, precis publicerat i tidskriften Naturkommunikation , är oroande eftersom utbredningen av havsisen i Arktis spelade en viktig roll i dessa dramatiska klimatförändringar från det förflutna. I dag, havsisens utbredning minskar snabbt, och det är osäkert om denna del av klimatsystemet kan utlösa plötsliga framtida klimatförändringar.
Att förstå plötsliga klimatförändringar i det förflutna är avgörande för vår förmåga att med säkerhet förutsäga om något liknande kommer att inträffa idag eller i en nära framtid.
Under de senaste decennierna, detta har fått klimatforskare att leta efter orsakssamband till plötsliga klimatförändringar under istiden när temperaturen på Grönland upprepade gånger steg med så mycket som 16 grader Celsius på bara decennier innan de sakta föll tillbaka till normala istidsnivåer.
Frågan
"Många studier har försökt svara på denna långvariga fråga:Vilken del av klimatsystemet förändrades först när dessa cirka 30 plötsliga klimatförändringar, kallade Dansgaard-Oeschger-evenemang, började? Var det, till exempel, havsströmmarna i Nordatlanten, vind- och regnmönstren på norra halvklotet, eller spridningen av havsis i Arktis som utlöste klimatförändringar?" säger iskärnforskaren Emilie Capron från Niels Bohr Institute (Köpenhamns universitet) och Institutet för miljögeovetenskap (CNRS/Université Grenoble Alpes/IRD/Grenoble INP) , som ledde studien som nu publicerats i Naturkommunikation .
Denna nya analys avslöjar en överraskande mångfald av dynamik inom Dansgaard-Oeschger-händelserna. Samma fysiska processer förändrades tillsammans som en rad av kaskad dominobrickor, men överraskande, varken förändringstakten eller ordningen på processerna var densamma från en händelse till en annan.
På jakt efter en förklaring
Teamet av forskare använde data från två parallella grönländska iskärnor som sträckte sig över den senaste istiden för att skapa en bild av en typisk Dansgaard-Oeschger-händelse och för att bestämma i vilken ordning delarna av klimatsystemet förändrades i början av de abrupta klimatövergångarna .
Målet är att kunna överföra denna kunskap om det förflutna till dagens klimat och använda fingeravtrycket från tidigare klimatförändringar som en slags varningssignal för eventuella plötsliga klimatförändringar i framtiden.
Analysen, finansierat av EU som en Marie Skłodowska-Curie Action och från ett forskningsanslag från Carlsbergfondet, visade att förändringar i olika delar av klimatsystemet - havsströmmar, havsis och vindmönster - var så nära sammanflätade att de sannolikt triggade och förstärkte varandra, och ledde till dessa återkommande plötsliga klimatförändringar.
Bekräftat av en modell
Resultaten ledde till att det internationella forskarteamet jämförde data från iskärnorna med nya resultat från simuleringar av klimatmodeller från den senaste istiden utvecklade av medförfattaren Guido Vettoretti, postdoc vid Niels Bohr Institutet. Denna klimatmodell av IPCC-klass är samma typ som de som används för att göra prognoser av framtida klimatförändringar. Jämförelsen avslöjade att modellen visade samma typ av intrasslat beteende av havsis, havsströmmarnas styrka, och vind- och nederbördsmönster.
Detta är positiva nyheter eftersom det ökar vårt förtroende för att dessa komplexa modeller bevisligen fångar de fysiska processer som behövs för att simulera dessa tidigare plötsliga klimatförändringar. Dock, resultatet är också oroande:En av klimatdominoblarna som kunde störa hela systemet under istiden var utbredningen av havsisen i Nordatlanten, och havsisens moderna utbredning har minskat i betydande takt sedan 1980-talet, belyser risken för en liknande dominoeffekt på grund av klimatförändringar orsakade av människor.
Konsekvenser för framtida klimat
Tyvärr, vår förståelse för samspelet mellan de många delarna av jordens klimatsystem är otillräcklig för att vi ska kunna bedöma risken för liknande händelser av plötsliga klimatförändringar i framtiden.
Likaså, efter domino-analogin:Vi vet inte i vilken utsträckning dominobrickornas initiala förutsättningar är annorlunda i dagens klimatsystem jämfört med situationen under den senaste istiden.
"Hur som helst, resultaten understryker vikten av att försöka begränsa klimatförändringen genom att till exempel, minska antropogena utsläpp av CO 2 och andra växthusgaser, både för att minska det förutsägbara, gradvisa klimatförändringar och för att minska risken för framtida plötsliga klimatförändringar, säger medförfattaren Sune Olander Rasmussen, docent vid Niels Bohr Institutet, och tillägger:"Om du inte vill att dominobrickorna ska välta, du är bättre att inte trycka för mycket på bordet de står på."
