Klimatforskare vid Nanyang Technological University, Singapore (NTU, Singapore) har utökat det kända rekordet för Singapores havsnivå till nästan 10, 000 år sedan, tillhandahålla en mer robust datauppsättning för att underlätta framtida förutsägelser om havsnivåhöjning.

En av de största utmaningarna i forskningen om klimatförändringar är att rekonstruera dess historia under tusentals år. För att få en bättre uppfattning om de möjliga orsakerna och effekterna av framtida förändringar, forskare måste lära av och förstå det förflutna.

Extrahera gamla sediment från ett djup av upp till 40 m under jorden på en plats vid Singapores Marina South, ett internationellt team som leds av NTU -forskare lägger proverna genom rigorösa laboratoriemetoder (t.ex. identifiera mikrofossiler såsom foraminifer) och statistisk analys för att få data för att rekonstruera Singapores havsnivåhistoria.

För klimatforskare, ju längre havsnivårekordet går tillbaka i tiden, desto tydligare kan bilden bli för framtida förutsägelser. Övergången i början av Holocen (10, 000-7, 000 år sedan) representerade den sista stora episoden av naturlig global uppvärmning i jordens historia, när istäcken smälte och haven värmdes upp ledde till en 20-meters höjning av havsnivån. För de sista 3, 000 år, havsnivån i Singapore hade varit stabil, före den senaste accelerationen på 1900-talet på grund av klimatförändringarna.

Huvud författare, Dr Stephen Chua, som avslutade studien som en del av sitt doktorandarbete vid Earth Observatory of Singapore (EOS) och Asian School of the Environment (ASE) vid NTU Singapore sa, "Genom att datera Singapores havsnivårekord till 10, 000 år sedan, vi hämtade avgörande ny information från den tidiga holocenperioden. Det här är en period som kännetecknas av snabba havsnivåhöjningar men som fortfarande är dåligt förstådd-fram till nu. "

"Detta mer förfinade havsnivårekord har också bredare konsekvenser. Till exempel, det skulle leda till en mer robust och exakt lokal prognos av havsnivåhöjningar, att erbjuda en strategisk guide för Singapore när landet anpassar sig till klimatförändringarna."

Professor Maureen Raymo, Medgrundande dekan vid Columbia Climate School vid Columbia University, som inte var involverad i studien, sade:"Detta är den typ av avgörande information som behövs för att effektivt planera anpassningsåtgärder inför pågående havsnivåhöjningar på grund av global uppvärmning. Vårt förflutna informerar vår framtid."

Varför Marina South -plats för undersökningar?

Att ta fram en noggrann forntida havsnivåpost krävde sedimentutvinning från en "idealisk" plats där avlagringar som marin lera och mangrovetorv finns.

För att välja bästa möjliga kärnplats för exakta resultat, forskare tittade igenom tusentals tillgängliga borrhålsloggar – register över hål som har borrats i marken för infrastrukturprojekt.

Docent Adam Switzer som leder Coastal Lab vid ASE och EOS och som var Dr. Chuas handledare, sa, "Att hitta rätt plats att borra på var en enorm insats. Stephen tillbringade drygt ett år med att gå igenom gammal borrhålsinformation från en mängd olika bygginsatser under de senaste 30 åren bara för att hitta poster som kan vara lämpliga. Som ett resultat, vår förståelse för hela områdets geologi har också dramatiskt förbättrats."

Resultat användbara för Singapores kustförsvarsplan mot stigande havsnivåer

Studien, publiceras i den peer-reviewade tidskriften Holocen den 4 juni 2021, hittade också det första avgörande beviset på att mangrover bara fanns i Marina South -området i cirka 300 år innan de gav efter för översvämningar i samband med stigande havsnivå vid den tiden.

På ett djup av 20 m under modern havsnivå, forskare fann rikligt med mangrovepollen som indikerar att det fanns en mangrovestrandlinje i södra Singapore nästan 10, 000 år sedan. NTU:s fynd visar att havsnivåhöjningen under den tiden var så hög som 10-15 mm per år, vilket sannolikt ledde till mangrovens död.

Resultaten ger Singapore användbara insikter för nuvarande och framtida anpassningsmetoder eftersom önationen ser ut att gå längre än tekniska lösningar och att införliva naturliga metoder för att skydda landets kustlinjer.

Trots dess anpassningsförmåga och effektivitet som kustförsvar, studien belyser mangrovens begränsningar i händelse av snabb havsnivåhöjning. Detta bekräftar en tidigare studie författad av NTU som visar att mangroveväxter inte kommer att överleva om havsnivåhöjningen går över 7 mm per år under ett scenario med höga koldioxidutsläpp.

Medförfattare till studien, Professor Benjamin Horton, Direktör för EOS, sa, "Havsnivåhöjningen är ett potentiellt katastrofalt resultat av klimatförändringarna, när stigande temperaturer smälter inlandsisar och varma havsvatten. Scenarier för framtida höjningar är beroende av att förstå havsnivåns reaktion på klimatförändringar. Exakta uppskattningar av tidigare havsnivåvariationer i Singapore ger ett sammanhang för sådana prognoser."

Ge en oberoende kommentar om forskningen, Professor Philip Gibbard, en kvartärgeolog från Scott Polar Research Institute vid University of Cambridge, betonade vikten av poster från orter som är avlägsna från de glacierade regionerna som Singapore.

"De erbjuder en modell av processen för havsnivåförändringar som är okomplicerad av faktorer associerade med deglaciation, smältvattenutsläpp med mera. Detta viktiga systematiska bidrag från Singapore och regionen ger ett värdefullt rekord som sträcker sig över den post-glaciala Holocen-perioden, vilket gör att ett allmänt mönster av havsnivåförändringar i regionen kan etableras. Denna post kan sedan förädlas ytterligare när fler studier blir tillgängliga i framtiden. "