Wie antarktische Eisschmelze ein Wendepunkt für das gesamte Klima des Planeten sein kann

Wie antarktische Eisschmelze ein Wendepunkt für das gesamte Klima des Planeten sein kann
Schmelzendes antarktisches Eis kann Auswirkungen auf der anderen Seite des Globus auslösen.
NASA / Jane Peterson

Das Schmelzen des Eises der Antarktis kann auf der anderen Seite des Planeten eine schnelle Erwärmung auslösen neue Forschung welche Details, wie gerade ein solches abruptes Klimageschehen 30,000 vor Jahren passiert ist, in dem sich die nordatlantische Region dramatisch erwärmt hat.

Diese Idee von "Kipppunkten" im System der Erde hat seit dem 2004 Blockbuster einen schlechten Ruf gehabt The Day After Tomorrow Angeblich gezeigt, wie schmelzendes Polareis alle Arten von globalen Veränderungen auslösen kann.

Aber während der Film sicherlich die Geschwindigkeit und Schwere des abrupten Klimawandels überzeichnete, wissen wir, dass viele natürliche Systeme anfällig dafür sind, in verschiedene Betriebsmodi gedrängt zu werden. Das Abschmelzen der grönländischen Eisdecke, der Rückzug des arktischen Sommereises und der Kollaps der globalen Ozeanzirkulation sind Beispiele für eine mögliche Anfälligkeit in einer zukünftigen, wärmeren Welt.

Natürlich ist es schwer vorherzusagen, wann und wo Elemente des Systems der Erde plötzlich in einen anderen Zustand geraten. Eine wesentliche Einschränkung besteht darin, dass historische Klimadatensätze oft zu kurz sind, um die Fähigkeiten unserer Computermodelle zu testen, mit denen zukünftige Umweltveränderungen vorhergesagt werden können, was unsere Fähigkeit beeinträchtigt, potenzielle abrupte Veränderungen zu planen.

Glücklicherweise jedoch Die Natur bewahrt eine Fülle von Beweisen in der Landschaft, die es uns ermöglichen zu verstehen, wie längere Zeitverschiebungen passieren können.

Grundwerte

Eine der wichtigsten Informationsquellen zu vergangenen Klimakipppunkten sind die kilometerlangen Eisbohrkerne, die aus den grönländischen und antarktischen Eisdecken gebohrt wurden und die exquisit detaillierte Informationen enthalten Zurück zu 800,000 Jahren.

Die grönländischen Eisbohrkerne nehmen auf massive Temperaturschwankungen im Millenniums-Maßstab das sind in den vergangenen 90,000-Jahren in der Nordatlantikregion aufgetreten. Das Ausmaß dieser Schwankungen ist atemberaubend: In einigen Fällen stiegen die Temperaturen um 16 ℃ in nur wenigen Jahrzehnten oder sogar Jahren.

Fünfundzwanzig dieser großen so genannten Dansgaard-Oeschger (DO) Erwärmungsereignisse wurde identifiziert. Diese abrupten Temperaturschwankungen traten zu schnell auf, als dass sich die Erdumlaufbahn um die Sonne langsam änderte. Faszinierend, wenn Eiskerne aus der Antarktis mit denen aus Grönland verglichen werden, sehen wir eine "Wippen" -Beziehung: Wenn es im Norden wärmt, kühlt sich der Süden ab und umgekehrt.

Versuche, die Ursache dieser bipolaren Wippe zu erklären, haben sich traditionell auf die Nordatlantikregion konzentriert und umfassen schmelzende Eisschilde, Veränderungen der Ozeanzirkulation oder Windmuster.

Aber wie unsere neue Forschung zeigt, sind diese möglicherweise nicht die einzige Ursache für DO-Ereignisse.

Unser neues Papier, heute in Nature Communications veröffentlicht, legt nahe, dass ein anderer Mechanismus mit seinen Ursprüngen in der Antarktis auch zu diesen schnellen Wippen bei der globalen Temperatur beigetragen hat.

Baum des Wissens

Wir wissen, dass es gewesen ist große Zusammenbrüche des antarktischen Eisschildes in der Vergangenheit, die Möglichkeit, dass diese einen oder mehrere Teile des Erdsystems in einen anderen Zustand gekippt haben. Um diese Idee zu untersuchen, analysierten wir einen alten neuseeländischen Kauri-Baum, der in der Nähe von Dargaville, Northland, aus einem Torfsumpf gewonnen wurde und vor Jahren zwischen 29,000 und 31,000 lebte.

Durch genaue Datierung wissen wir, dass dieser Baum ein kurzes DO-Ereignis erlebte, während dessen (wie oben erläutert) die Temperaturen in der nördlichen Hemisphäre angestiegen wären. Das einzigartige Muster des atmosphärischen radioaktiven Kohlenstoffs (oder Kohlenstoff-14), das in den Jahrringen gefunden wurde, erlaubte uns, ähnliche Veränderungen in den Klimadaten aus Ozean- und Eisbohrkernen zu identifizieren (letzteres mit Beryllium-10, einem Isotop, das durch ähnliche Prozesse gebildet wurde) Kohlenstoff-14). Dieser Baum erlaubt uns also, direkt zu vergleichen, was das Klima während eines DO-Ereignisses außerhalb der Polarregionen bewirkt hat, und liefert ein globales Bild.

Das Außergewöhnliche, was wir entdeckt haben, ist, dass das warme DO-Ereignis mit einer 400-Jahres-Periode der Oberflächenkühlung im Süden und Süden zusammenfiel ein wichtiger Rückzug des antarktischen Eises.

Als wir in anderen Klimadaten nach weiteren Informationen darüber suchten, was zu der Zeit passierte, fanden wir keine Hinweise auf eine Veränderung der Ozeanzirkulation. Stattdessen fanden wir einen Zusammenbruch der regentragenden pazifischen Passatwinde über dem tropischen Nordosten Australiens, die mit der Abkühlung des südlichen 400-Jahres zusammenfielen.

Um zu erforschen, wie schmelzendes antarktisches Eis eine solch dramatische Veränderung des globalen Klimas bewirken könnte, haben wir ein Klimamodell verwendet, um die Freisetzung großer Mengen Süßwasser in den Südpolarmeer zu simulieren. Die Modellsimulationen zeigten alle die gleiche Reaktion, übereinstimmend mit unseren Klimarekonstruktionen: Unabhängig von der Menge des in den Südlichen Ozean ausgestoßenen Süßwassers wurde das Oberflächenwasser des tropischen Pazifiks dennoch erwärmt, was zu Veränderungen der Windmuster führte, die wiederum den Nordatlantik auslösten sich auch erwärmen.

Das GesprächZukünftige Arbeiten konzentrieren sich nun darauf, was die antarktische Eisdecke so dramatisch zurückziehen lässt. Ungeachtet dessen, wie es passiert ist, sieht es so aus, als könnte schmelzendes Eis im Süden einen abrupten globalen Wandel auslösen, von dem wir uns in einer zukünftigen wärmeren Welt bewusst sein sollten.

Über den Autor

Chris Turney, Professor für Geowissenschaften und Klimawandel, UNSW; Jonathan Palmer, Research Fellow, Schule für biologische, Erd- und Umweltwissenschaften., UNSW; Peter Kershaw, emeritierter Professor für Erde, Atmosphäre und Umwelt, Monash Universität; Steven Phipps, Paläo Eisplattenmodellierer, Universität von Tasmanienund Zoë Thomas, wissenschaftliche Mitarbeiterin, UNSW

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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