Molekylära fossiler och maskininlärning har gjort det möjligt för forskare att bygga de första diagrammen över antarktiska havstemperaturer under de senaste 45 miljoner åren, vilket ger viktiga insikter om framtida havsnivåförändringar.

Teamet, ledd av forskare från Victoria University of Wellington (NZ) och Birmingham (Storbritannien) säger att deras resultat tyder på att vi närmar oss en "tipping point" där havsuppvärmningen orsakas av atmosfärisk CO₂ kommer att orsaka katastrofala höjningar av havsnivån på grund av smältande inlandsisar. Deras resultat publiceras idag (15 september 2022) i Nature Geoscience .

I studien undersökte teamet molekylära fossiler från kärnprover som tagits under havsborrningsprojekt. De fossila resterna är i själva verket enstaka lipidmolekyler (olösliga i vatten) som produceras av archaea - encelliga organismer som liknar bakterier. Arkéerna justerar sammansättningen av deras yttre membranlipider som svar på förändrade havstemperaturer. Genom att studera dessa förändringar kan forskare dra slutsatser om den gamla havstemperaturen som skulle ha omgett ett visst prov när det dog.

Även om dessa molekylära fossila tekniker används väl av paleoklimatologer, gick teamet från Wellington (NZ) och Birmingham (Storbritannien) ett steg längre. De använde maskininlärning för att förfina tekniken, vilket gav det första rekordet hittills av förändrade antarktiska havstemperaturer under stora delar av den kenozoiska perioden – som täcker de senaste 45 miljoner åren.

Det betyder att forskare kan fastställa mycket mer exakt de historiska temperaturerna som fick inlandsisar att växa och krympa under den perioden. Den framtida förlusten av inlandsisar och retireringen av glaciärer i Antarktis är avgörande eftersom smältande is i regionen kan komma att stiga med upp till 50 m.

"Det rekord vi har producerat ger en mycket mer robust översikt över fluktuerande temperaturer i Antarktis och hur dessa relaterar till förändringar i mängden is och Antarktis topografi under denna period och banar väg för förbättrade uppskattningar av framtida händelser." förklarar Birminghams huvudförfattare Dr James Bendle.

Länken mellan CO₂ , havsytans temperaturer och mängden is på Antarktis är tydlig under de senaste 45 miljoner åren. Men ett överraskande fynd var att havets kylning inte alltid motsvarade ökningen av Antarktis is. Specifikt för en 1 miljon år lång period av havskylning från 25 till 24 miljoner år sedan. "Vi visar att detta sannolikt är relaterat till tektoniska sättningar och inflödet av relativt varmt havsvatten i Ross Sea-regionen", säger Dr. Bendle.

"Vi kan se att isen i Antarktis för närvarande förändras – inte minst med förlusten av några ishyllor och sprickor som nyligen uppstod i Thwaites-glaciären, en av de största glaciärerna i regionen. Denna nya studie av jordens förflutna är en av de de tydligaste indikationerna hittills på att människor fortsätter att producera CO₂ nivåer för vilka vi kan förvänta oss stora isförluster vid Antarktis marginaler och global havsnivåhöjning under de kommande decennierna och århundradena."

Teamet planerar att fortsätta att tillämpa metoder för biomarkörer och maskininlärning för att rekonstruera den klimatiska utvecklingen av Antarktis och konsekvenserna för framtida uppvärmning och havsnivåhöjning. + Utforska vidare

Undersöker förare av antarktisk is reträtt