Onderzoekers identificeren factoren die de uitbreiding van het Patagonische ijskap beïnvloedden

Het Grey Glacier in de zuidelijke Andes.

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Bremen heeft onderzocht wat de uitbreiding van de Patagonische ijskap tijdens de laatste ijstijd heeft beïnvloed. De wetenschappers vonden bewijs dat de vooruitgangen en terugtrekkingen van gletsjers in Zuid-Amerika in de afgelopen 120.000 jaar voornamelijk werden beïnvloed door veranderingen in de zomerse zonne-energie en de duur van de zomers.

Deze energiefluctuaties volgden een regelmatig patroon dat vergelijkbaar is met veranderingen in de hellingshoek van de aarde, maar werden daarnaast versterkt of onderdrukt door kortetermijnklimaatvariaties over duizenden jaren. De resultaten van de studie zijn gepubliceerd in Nature Communications.

Patagonië is een indrukwekkend diverse regio met een breed scala aan landschappen. Uitgestrekte bossen, open graslanden, droge woestijnen en imposante bergketens kenmerken de regio. Maar het was niet altijd zo divers en zelfs vandaag de dag zijn er relikwieën van een totaal ander landschap te vinden: de Patagonische ijsvelden.

In het westelijke deel van de regio strekken compacte gletsjergebieden zich honderden kilometers langs de Andes in Chili en Argentinië uit. De noordelijke en zuidelijke Patagonische ijsvelden zijn resten van een veel grotere ijskap die zijn maximale omvang bereikte rond 35.000 jaar geleden. Op dat moment was de centrale Andes-bergketen bedekt met ijs tussen 38 en 55 graden zuidelijke breedte.

“Het doel van onze studie was om de ruimtelijk-temporele geschiedenis van de Patagonische ijskap tijdens de gehele laatste glaciaire cyclus te onderzoeken – van ongeveer 120.000 jaar geleden tot nu – en zo een beter begrip te krijgen van de oorzaken van de temporele sequenties en dynamiek van de vooruitgangen en terugtrekkingen van de gletsjers,” legt Dr. Andrés Castillo-Llarena, eerste auteur van de studie, uit.

Castillo-Llarena is een modelleur van het aardesysteem aan het MARUM – Centrum voor Mariene Milieuwetenschappen, en de afdeling Geowetenschappen van de Universiteit van Bremen. Een belangrijke focus van het internationale team was de rol van klimaatvariabiliteit op millennia-schaal als een drijvende kracht achter veranderingen in de Patagonische ijskap.

De laatste ijstijd had invloed op de milieuomstandigheden en landschappen over de hele wereld. Noord-Amerika, Noord-Europa en Patagonië in het bijzonder waren zwaar bedekt met gigantische ijskappen die vervolgens verdwenen na de ijstijd. Omdat de groei en krimp van de ijsmassen grotendeels werd gecontroleerd door fluctuaties in temperatuur en neerslag, bieden de ijskappen van het verleden belangrijke informatie over vroegere klimaatveranderingen.

De huidige paleoklimatische bevindingen uit Patagonië en Nieuw-Zeeland geven aan dat de maximale gletsjeruitbreiding in de middelste breedtegraden van het zuidelijk halfrond bijna gelijktijdig plaatsvond, maar niet synchroon was met de glacialen geschiedenis van het noordelijk halfrond.

Om dit nader te bestuderen, voerde het team van Castillo-Llarena computersimulaties uit. Hun resultaten geven aan dat de ijskap van de Patagonische ijskap periodes van uitbreiding en samentrekking onderging, in plaats van een uniforme geschiedenis van de ijstijd te hebben, wat in tegenspraak is met eerdere aannames die waren gebaseerd op geologische reconstructies.

Ze tonen verder aan dat de Patagonische ijskap twee belangrijke periodes van gletsjeruitbreiding doormaakte tijdens de laatste ijstijdcyclus: aan het begin van het mariene-isotoopstadium (MIS) 4, ongeveer 71.000 jaar geleden, en aan het einde van MIS 3, rond 35.000 jaar geleden. Tussen deze periodes was er een tijdelijke krimp van de ijskap, ongeveer 60.000 jaar geleden.

Het onderzoeksteam kon de drijfkracht achter de langetermijnfluctuaties identificeren als de combinatie van veranderingen in de duur van de zomerseizoenen met de intensiteit van de zomerse zonne-energie, die bekend staat als “geïntegreerde zomerse energie.” Deze fluctueert met veranderingen in de helling van de aarde op een tijdschaal van ongeveer 40.000 jaar.

“We vermoeden dat de geïntegreerde zomerse energie niet alleen het gedrag van de Patagonische ijskap moduleerde, maar ook dat van andere ijsmassen in de middelste breedtegraden van het zuidelijk halfrond,” aldus Castillo-Llarena. Bovendien ontdekte het team dat er, bovenop de langetermijnfluctuaties, kortetermijnvariaties in de Patagonische ijskap waren op millennia-schaal die kunnen worden gelinkt aan abrupte klimaatveranderingen op het noordelijk halfrond.

“Deze bevindingen zijn van bijzonder belang omdat er relatief weinig gegevens zijn over eerdere klimaatfluctuaties vanuit het zuidelijk halfrond. Voor een beter begrip van toekomstige klimaatverandering is het echter belangrijk om te begrijpen hoe het noordelijk en het zuidelijk halfrond met elkaar interageren,” legt MARUM-wetenschapper Dr. Matthias Prange, co-auteur van de studie, uit.