En studie av två metoder för att rekonstruera forntida temperaturer har gett klimatforskare en bättre förståelse för hur kallt det var i Antarktis under den senaste istiden runt 20, 000 år sedan.

Antarktis, den kallaste platsen på jorden idag, var ännu kallare under den senaste istiden. I årtionden, den ledande vetenskapen föreslog att istidens temperaturer i Antarktis var i genomsnitt cirka 9 grader Celsius svalare än för närvarande.

Ett internationellt team av forskare, ledd av Oregon State Universitys Christo Buizert, har funnit att medan delar av Antarktis var så kalla som 10 grader under nuvarande temperaturer, temperaturerna över centrala östra Antarktis var bara 4 till 5 grader svalare, ungefär hälften av de tidigare uppskattningarna.

Resultaten publicerades denna vecka i Vetenskap .

"Detta är det första avgörande och konsekventa svaret vi har för hela Antarktis, "sa Buizert, en klimatförändringsspecialist från Oregon State University. "Det överraskande fyndet är att mängden avkylning är väldigt olika beroende på var du befinner dig i Antarktis. Detta nedkylningsmönster beror sannolikt på förändringar i inlandsisens höjd som hände mellan istiden och idag."

Att förstå planetens temperatur under den senaste istiden är avgörande för att förstå övergången från ett kallt till ett varmt klimat och för att modellera vad som kan inträffa när planeten värms upp som ett resultat av klimatförändringarna idag, sa Ed Brook, en paleoklimatolog vid OSU och en av tidningens medförfattare.

"Antarktis är särskilt viktigt i klimatsystemet, ", sa Brook. "Vi använder klimatmodeller för att förutsäga framtiden, och de där klimatmodellerna måste få alla möjliga saker att stämma. Ett sätt att testa dessa modeller är att se till att vi får det förflutna rätt."

Studiens medförfattare är ett internationellt team av forskare från USA, Japan, Storbritannien, Frankrike, Schweiz, Danmark Italien, Korea och Ryssland. Studien stöddes delvis av National Science Foundation.

"Det internationella samarbetet var avgörande för att besvara denna fråga eftersom det involverade så många olika mätningar och metoder från iskärnor över hela Antarktis, " sa medförfattaren T.J. Fudge, en biträdande professor i geo- och rymdvetenskap vid University of Washington. "Iskärnor som nyligen borrades med stöd från National Science Foundation tillät oss att få nya insikter från tidigare borrade kärnor, också."

Den senaste istiden representerar ett naturligt experiment för att förstå planetens känslighet för förändringar i växthusgaser som koldioxid, sa forskarna. Kärnprover tagna från is som har byggts upp under hundratusentals år hjälper till att berätta den historien.

Forskare i det förflutna har använt vattenisotoper som finns i lagren av is, som i huvudsak fungerar som en termometer, att rekonstruera temperaturer från den senaste istiden. På Grönland, dessa isotopförändringar kan kalibreras mot andra metoder för att säkerställa deras noggrannhet. Men för större delen av Antarktis, forskare har inte kunnat kalibrera vattenisotoptermometern mot andra metoder.

"Det är som om vi hade en termometer, men vi kunde inte läsa skalan, sa Buizert, en biträdande professor vid OSUs College of Earth, Hav, och Atmosfärsvetenskap. "En av platserna där vi inte hade någon kalibrering är östra Antarktis, där de äldsta kontinuerliga register över iskärnor har borrats, gör det till en kritisk plats för att förstå klimathistoria."

I den nya studien, forskarna använde två metoder för att rekonstruera forntida temperaturer, med hjälp av iskärnor från sju platser över Antarktis – fem från östra Antarktis och två från västra Antarktis.

Borrhålstermometrimetoden mäter temperaturer över hela inlandsisens tjocklek. Den antarktiska inlandsisen är så tjock att den har ett minne av tidigare, kallare istidstemperaturer som kan mätas och rekonstrueras, sa Fudge, en biträdande professor vid avdelningen för jord- och rymdvetenskap vid University of Washington.

Den andra metoden undersöker snöpackningens egenskaper när den byggs upp och förvandlas till is med tiden. I östra Antarktis, det snöpacket kan variera från 50 till 120 meter tjockt och har kompakterats under tusentals år i en process som är mycket känslig för temperaturförändringar.

Forskarna fann att båda metoderna gav liknande temperaturrekonstruktioner, ger dem förtroende för resultaten.

De fann också att mängden istidskylning är relaterad till inlandsisens form. Under den senaste istiden, en del av det antarktiska inlandsisen blev tunnare när mängden snöfall minskade, sa Buizert. Det sänker ythöjden och kylningen i dessa områden var 4 till 5 grader. På platser där inlandsisen var mycket tjockare under istiden, temperaturer kyls med mer än 10 grader.

"Detta förhållande mellan höjd och temperatur är välkänt för bergsbestigare och piloter-ju högre du går, ju kallare det blir, sa Buizert.

Fynden är viktiga för att förbättra framtida klimatmodeller, men de förändrar inte forskarnas uppfattning om hur känslig jorden är för koldioxid, den primära växthusgasen som produceras genom mänsklig aktivitet, han sa.

"Denna uppsats överensstämmer med de ledande teorierna om känslighet, ", sa Buizert. "Vi är lika oroliga i dag för klimatförändringar som vi var igår."