En 170 m rekord av marina sedimentkärnor som utvinns från Adélie Land i Antarktis genom det integrerade havsborrningsprogrammet ger nya insikter om det komplicerade förhållandet mellan havsis och klimatförändringar.

I en ny studie publicerad i Naturgeovetenskap, forskare vid University of Birmingham, har samarbetat i ett internationellt projekt för att identifiera hur fluktuationer i havsisnivåer har sammanlänkats med både algblomning och väderhändelser kopplade till El Nino under de senaste 12, 000 år.

De fann att Antarktis vindar starkt påverkar utbrott och smältning av havsis, vilket i sin tur påverkar algenivåerna som snabbt kan växa i ytvatten när havsisen minskar. Förändringar i algtillväxten i vattnen kring Antarktis är tillräckligt viktiga för att påverka den globala koldioxidcykeln.

Forskarna använde tekniker som CT -skanning (datortomografi) avbildning och analys av mikrofossiler och organiska biomarkörer, att undersöka sambandet mellan havsis och stora algtillväxt "blomning" -händelser vid årliga tidsskalor. Resultaten, producerat i samarbete med forskningsinstitut i Nya Zeeland, Japan, Frankrike, Spanien och USA, sträcker sig över hela Holocen -perioden och har gett en mycket detaljerad bild av dessa relationer som kan hjälpa till att förutsäga framtida havsis, klimat och biologiska interaktioner.

Forskarna fann att algblomningshändelser inträffade nästan varje år före 4, 500 år sedan. Dock, en grundläggande förskjutning till mindre frekventa algblomningar och typen av algproduktion efter 4,5 tusen år sedan, såg blomningshändelser som reagerade på El Nino Southern Oscillation (ENSO) och andra klimatcykler när havsisen snabbt ökade. Det senaste arbetet av många av samma team kopplar expansionen av havsis vid denna tid till glacial reträtt och utvecklingen av Ross Ice Shelf, som verkar för att kyla Antarktis ytvatten för att skapa en "havisfabrik".

Dr James Bendle, vid University of Birmingham's School of Geography, Jord- och miljövetenskap, är medförfattare på tidningen. Han säger:"Även om det finns ett tydligt samband mellan temperaturstegringar i Arktis under de senaste decennierna och smältning av havsis, bilden är mer komplex i Antarktis. Det beror på att vissa områden i Antarktis värms upp, men i vissa områden har havsisen ökat. Eftersom havsis reflekterar inkommande solljus, inte bara bromsas uppvärmningseffekten, men alger kan inte fotosyntetisera lika lätt. Klimatmodeller kämpar för närvarande med att förutsäga observerade förändringar i havsis för Antarktis, och våra resultat hjälper klimatforskare att bygga mer robusta och detaljerade modeller. "

Han tillade:"Det förhållande vi har observerat med dessa förändrade förhållanden och ENSO vindfält är särskilt betydande. Vi vet att El Nino förstärker effekterna av klimatförändringar i vissa regioner, så alla insikter som kopplar detta med havsisen i Antarktis är fascinerande och har konsekvenser för hur framtida långsiktig förlust av havsis kan påverka matbanor i Antarktis vatten, såväl som cykelcykelprocesser inom denna globalt viktiga region. "

Dr Katelyn Johnson, av GNS Science, i Nya Zeeland, är huvudförfattaren på tidningen. Hon sa:"Medan havsis som kvarstår från år till år kan förhindra att dessa stora algblommor uppstår, havsis som bryter ut och smälter skapar en gynnsam miljö för dessa alger att växa. Dessa stora alger "blomningshändelser" förekommer runt kontinenten, bilda basen av matbanorna och fungera som en kolsänka ".

"Till skillnad från Arktis där stigande temperaturer har lett till minskad havsis, förhållandet i Antarktis är mindre tydligt, liksom den efterföljande inverkan på primärproduktiviteten. Vårt nya rekord ger en långsiktig bild av hur havsis och klimatlägen som ENSO påverkar frekvensen av dessa blomningshändelser, tillåter klimatmodeller att bygga mer robusta modeller. "