Topniejący lód antarktyczny może wywoływać efekty po drugiej stronie globu. NASA / Jane Peterson

Według naszych danych topnienie lodu na Antarktydzie może wywołać szybkie ocieplenie po drugiej stronie planety nowe badania który szczegółowo opisuje, jak tak nagłe zdarzenie klimatyczne wydarzyło się 30,000 lata temu, w którym region Północnego Atlantyku gwałtownie się ocieplił.

Pomysł „punktów krytycznych” w ziemskim systemie od czasu przeboju 2004 ma coś złego rapu The Day After Tomorrow rzekomo pokazał, w jaki sposób topnienie lodu polarnego może wywołać wszelkiego rodzaju globalne zmiany.

Ale chociaż film z pewnością wyolbrzymiał szybkość i dotkliwość nagłych zmian klimatu, wiemy, że wiele naturalnych systemów jest narażonych na wpychanie w różne tryby działania. Topnienie pokrywy lodowej Grenlandii, cofanie się arktycznego letniego lodu morskiego i załamanie globalnej cyrkulacji oceanów to przykłady potencjalnej podatności na zagrożenia w przyszłym, cieplejszym świecie.

Oczywiście notorycznie trudno jest przewidzieć, kiedy i gdzie elementy systemu Ziemi nagle przechodzą w inny stan. Kluczowym ograniczeniem jest to, że historyczne zapisy klimatyczne są często zbyt krótkie, aby przetestować umiejętności naszych modeli komputerowych wykorzystywanych do przewidywania przyszłych zmian środowiskowych, co utrudnia naszą zdolność do planowania potencjalnych nagłych zmian.

Na szczęście jednak przyroda zachowuje bogactwo dowodów w krajobrazie, które pozwalają nam zrozumieć, jak mogą wystąpić zmiany w skali czasowej.

Podstawowe wartości

Jednym z najważniejszych źródeł informacji o punktach zwrotnych w przeszłości są kilometrowe rdzenie lodu wywiercone z grenlandzkich i lodowych warstw Antarktydy, które zachowują wyjątkowo szczegółowe informacje sięgający wstecz do lat 800,000.

Rekord rdzeni lodowych Grenlandii masywne wahania temperatury w skali tysiąclecia that have occurred across the North Atlantic region over the past 90,000 years. The scale of these swings is staggering: in some cases temperatures rose by 16? in just a few decades or even years.

Dwadzieścia pięć z tych głównych tzw Wydarzenia ocieplenia Dansgaard – Oeschger (DO) został zidentyfikowany. Te nagłe wahania temperatury zdarzyły się zbyt szybko, aby mogły być spowodowane powolną zmianą orbity Ziemi wokół Słońca. Fascynujące jest to, że gdy rdzenie lodowe z Antarktydy porównuje się z rdzeniami z Grenlandii, widzimy relację „huśtawki”: kiedy ogrzewa się na północy, południe ochładza się i na odwrót.

Próby wyjaśnienia przyczyny tej dwubiegunowej huśtawki tradycyjnie koncentrowały się na regionie Północnego Atlantyku i obejmują topnienie pokrywy lodowej, zmiany w cyrkulacji oceanu lub wzorce wiatru.

Ale, jak pokazują nasze nowe badania, mogą nie być jedyną przyczyną zdarzeń DO.

Nasz nowy artykuł, opublikowane dzisiaj w Nature Communications, sugeruje, że inny mechanizm, którego początki sięgają Antarktydy, również przyczynił się do tych gwałtownych huśtawek w globalnej temperaturze.

Drzewo wiedzy

Wiemy, że tak było główne zawalenia się pokrywy lodowej Antarktydy w przeszłości, podnosząc możliwość, że mogły one doprowadzić jedną lub więcej części systemu Ziemi do innego stanu. Aby zbadać ten pomysł, przeanalizowaliśmy starożytne nowozelandzkie drzewo kauri, które zostało wydobyte z torfowiskowego bagna w pobliżu Dargaville w stanie Northland i które żyło między 29,000 a 31,000 lata temu.

Dzięki dokładnemu datowaniu wiemy, że drzewo to przeżyło krótkie zdarzenie DO, podczas którego (jak wyjaśniono powyżej) wzrosłyby temperatury na półkuli północnej. Co ważne, unikalny wzór atmosferycznego radioaktywnego węgla (lub węgla-14) znajdujący się w pierścieniach drzew pozwolił nam zidentyfikować podobne zmiany zachowane w zapisach klimatycznych z rdzeni oceanicznych i lodowych (ten drugi przy użyciu berylu-10, izotopu utworzonego przez podobne procesy do węgiel-14). To drzewo pozwala nam zatem bezpośrednio porównać to, co robił klimat podczas zdarzenia DO poza regionami polarnymi, zapewniając globalny obraz.

Niezwykłą rzeczą, którą odkryliśmy, jest to, że wydarzenie ciepłego DO zbiegło się w czasie z 400 okresem chłodzenia powierzchni na południu i duże wycofanie się lodu antarktycznego.

Gdy przeszukaliśmy inne rekordy klimatu, aby uzyskać więcej informacji o tym, co się wtedy działo, nie znaleźliśmy żadnych dowodów na zmianę krążenia oceanów. Zamiast tego stwierdziliśmy zawalenie się podczas deszczowych wiatrów handlowych Pacyfiku nad tropikalną północno-wschodnią Australią, co zbiegło się w czasie z południowym chłodzeniem w 400.

Aby zbadać, w jaki sposób topnienie lodu na Antarktydzie może spowodować tak dramatyczne zmiany w globalnym klimacie, zastosowaliśmy model klimatu do symulacji uwalniania dużych ilości słodkiej wody do Oceanu Południowego. Wszystkie symulacje modelu pokazały tę samą odpowiedź, zgodnie z naszą rekonstrukcją klimatu: niezależnie od ilości słodkiej wody uwalnianej do Oceanu Południowego, wody powierzchniowe tropikalnego Pacyfiku mimo to ociepliły się, powodując zmiany w strukturze wiatru, które z kolei wywołały Północny Atlantyk też się ogrzać.

Przyszłe prace koncentrują się teraz na tym, co spowodowało tak gwałtowny odwrót pokrywy lodowej Antarktydy. Niezależnie od tego, jak to się stało, wygląda na to, że topnienie lodu na południu może spowodować gwałtowne zmiany globalne, o czym powinniśmy wiedzieć w przyszłym cieplejszym świecie.

O Autorach

Chris Turney, profesor nauk o ziemi i zmianach klimatu, UNSW; Jonathan Palmer, pracownik naukowy, School of Biological, Earth and Environmental Sciences., UNSW; Peter Kershaw, emerytowany profesor, Ziemia, atmosfera i środowisko, Uniwersytet Monash; Steven Phipps, modelarz blachy lodowej Palaeo, Uniwersytet Tasmaniii Zoë Thomas, pracownik naukowy, UNSW

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon