Intensiteten och smälthastigheten under den näst sista issmältningen var mycket högre än man tidigare trott, enligt en studie publicerad i tidskriften Nature Communications . Enligt slutsatserna från studien, i detta klimatförändringsscenario, var instabiliteten hos havsbaserade inlandsisar – de som rinner direkt ut i havet – avgörande för att accelerera den globala uppvärmningen.

Artikeln är baserad på ett forskningsprojekt som leds av Isabel Cacho, professor vid institutionen för jord- och havdynamik vid fakulteten för geovetenskaper vid universitetet i Barcelona och medlem av UB Consolidated Research Group in Marine Geosciences, tillsammans med Heather M. Stoll, professor vid Swiss Federal Institute of Technology i Zürich (Schweiz).

Att veta exakt hastigheten på smältningsprocessen av stora polära ismassor är en av de stora vetenskapliga utmaningarna när det gäller klimatförändringar. Studiet av tidigare issmältningar – även om de inte är analoga med den nuvarande situationen – ger ett experimentellt scenario för att analysera reaktionshastigheten för dessa ismassor.

För att studera smältprocesserna på planeten, fram till nu, fanns endast fasta kronologier tillgängliga för den senaste deglaciationen, en klimatperiod som varade i cirka 9 000 år. Studien, som delvis utfördes vid UB:s vetenskapliga och tekniska centra (CCiTUB), presenterar nu det första rekordet för avsmältningen av den näst sista deglaciationen med en robust och kontrasterad kronologi, och den avslöjar att denna smältning var koncentrerad över en period av cirka 5 000 år – från 135 000 till 130 000 år före nutiden – vilket introducerade betydande förändringar i kronologierna som hade accepterats fram till nu.

Stalagmiter på Kantabriska bergen för att studera klimatförändringar

Den näst sista deglaciationen är en period som är svår att datera med hjälp av marina register, alltid baserad på indirekta tekniker som är mycket oprecisa för att analysera förändringar i klimatsystemet på en tidsskala av decennier, århundraden eller till och med årtusenden. Denna studie är baserad på analysen av stalagmiter från grottorna i de kantabriska bergen på den iberiska halvön, klimatarkiv som avslöjar förändringar i salthalten i Nordatlanten som härrör från smältningen av stora polarisar och; dessutom ger de information om utvecklingen av atmosfäriska temperaturer i regionen tidigare.

"Till dags dato har denna näst sista deglaciation bara varit väl daterad i grottuppteckningar från tropiska områden (Asien och Sydamerika), men de har inte i något fall kunnat fånga smältsignalen över Nordatlanten", säger Isabel Cacho, forskare vid ICREA Academia vid UB.

Användningen av stalagmiter som klimatsensorer gör det möjligt att fastställa kronologier med hög vetenskaplig noggrannhet. Men dessutom plockar kemin i karbonatet som bildar stalagmiterna upp klimatvariabler som är avgörande för att rekonstruera klimatet. När det gäller grottorna i denna studie överför regn i Nordatlanten smältsignalen till karbonatet, medan markens biologiska aktivitet fixerar lufttemperatursignalen till kemin i vattnet som tränger in i grottan.

Hav, atmosfär och kryosfär

Integrationen av dessa tre element — solida kronologier, issmältning och temperaturindikatorer — ger de publicerade dokumenten en unik karaktär av extraordinärt värde för att förstå processerna för atmosfär-hav-interaktion under faser av global planetarisk uppvärmning. Dessa resultat har gjort det möjligt för oss att omformulera tidigare accepterade hypoteser och att skissera en ny kronologisk ram som har överförts till befintliga marina register, vilket ger ett nytt perspektiv på hastigheten på processerna i arbete under den näst sista deglaciationen.

"Vår studie etablerar en ankarpunkt i kronologin från början till slutet av smältningen, vilket bekräftar den sedan länge accepterade hypotesen att förändringar i solinstrålningen som kontrolleras av jordens omloppsrörelser är utlösare av denna stora klimatförändring", säger Isabel Cacho. "Men det gör det möjligt för oss att för första gången fastställa en robust kronologi över de oceaniska och atmosfäriska återkopplingsprocesserna som utlöstes av denna initiala solskyddsförändring, en förändring som var mycket blygsam när det gäller jordens energibalans."

"Därför styrdes inte intensiteten av den senaste deglaciationens uppvärmning av solinstrålningsförändringarna utan av klimatåterkopplingsprocesser mellan havet, atmosfären och kryosfären eller ismassan", tillägger hon.

Skörheten hos havsbaserade inlandsisar

Havsbaserade inlandsisar var avgörande för att påskynda uppvärmningsprocessen under den näst sista deglaciationen. "Havströmmar bidrar till smältningen av basen av dessa glaciärer, och när dessa strukturer blir mer flytande och ömtåliga, accelererar hastigheten för glaciärens utveckling och isen släpps ut direkt i havet med en hastighet som inte tillåter glaciären att regenerera", förklarar professor Judit Torner, medlem av UB Consolidated Research Group in Marine Geosciences och medförfattare till studien.

Det direkta utsläppet av is i havet har dock en direkt inverkan på havsströmmarna och det orsakade en abrupt avmattning av den marina cirkulationen i Nordatlanten. "Detta har hänt upprepade gånger tidigare, men vår studie indikerar att denna process var särskilt intensiv, snabb och utdragen under den näst sista deglaciationen", tillägger Torner.

Denna förändring i cirkulationen var avgörande för klimatutvecklingen eftersom den direkt påverkade havets kolcykel, med en ökning av atmosfärisk CO₂ nivåer och därför i atmosfärens växthuseffekt. "Detta orsakade en enorm förstärkning av uppvärmningsprocessen under denna näst sista deglaciation", påpekar forskarna.

Forntidens glaciärer, lärdomar från nuet

Idag har mycket av glaciärerna på Grönland och Antarktis en marin bas som visar tecken på smältning och destabilisering. En annan anledning till oro är att de oceaniska och atmosfäriska processerna som reagerade på smältningen som beskrivs i artikeln inte skiljer sig från de som beskrivs i andra deglaciationer, "men den näst sista deglaciationen", säger Isabel Cacho, "är unik i den meningen att den gav vägen till en interglacial period som var varmare än den nuvarande (cirka 0,5–1,5ºC varmare än förindustriella temperaturer)". Dessa förhållanden varade i århundraden och orsakade en överlägsen issmältning på Grönland och Antarktis, vilket höjde havsnivån med 5–6 meter över nuvarande nivåer. "Detta tyder på att inte bara själva feedbackprocesserna, utan hastigheten med vilken de reagerar, kan forma intensiteten i klimatförändringarna", tillägger Cacho.

"Detta är mycket oroande, eftersom vi för närvarande upplever den snabbaste klimatförändringen i vår planets historia. Våra observationer av tidigare klimat bekräftar tillgängliga klimatprognoser, vilket uppmanar oss att vidta åtgärder för att begränsa den globala uppvärmningen till under 1,5°C och därmed bromsa en rad förändringar som kommer att kosta högt för oss och de ekosystem som upprätthåller oss. Men att begränsa klimatförändringarna kräver omedelbara åtgärder på alla nivåer", avslutar forskarna. + Utforska vidare

Paleoklimatolog avslöjar gammal klimatåterkopplingsslinga som accelererade effekterna av jordens senaste uppvärmningsepisod