Onregelmatige ritmes van Antarctica wijzen op snelle smelting, volgens geowetenschappers

Onderzoekers van de Universiteit van Leicester en de Universiteit van Southampton hebben een nieuwe klimaatreconstructie onthuld die periodes van plotselinge smelt van het Antarctisch ijskap meer dan 20 miljoen jaar geleden blootlegt.

Gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, onthult de nieuwe studie hoe gevoelig de vroege ijstijden van onze planeet waren voor de invloed van de excentrieke baan van de aarde rond de zon. Dit suggereert dat het Antarctisch ijskap minder stabiel is dan eerder werd aangenomen.

De studie biedt ook een blik op hoe het Antarctisch gebied zich zou kunnen gedragen in een wereld zonder het Groenlandse ijskap, dat zal smelten als de uitstoot ongebreideld doorgaat. Records tonen aan dat het Antarctisch ijskap gedurende zijn geschiedenis in grootte is gevarieerd, met regelmatige variaties die lijken op een hartslag. Bestaande records van verschillende plaatsen in de oceaan vertonen verschillende ‘ritmes’ in de hartslag van de vroege Antarctische ijstijden. Dit zou niet mogelijk moeten zijn, omdat de afdruk van de groei en krimp van het Antarctisch ijskap op het klimaatrecord overal in de oceaan identiek zou moeten zijn.

Deze ritmes worden veroorzaakt door de vorm van de baan van de aarde rond de zon over honderden duizenden tot miljoenen jaren. Bij een meer excentrieke baan varieert de afstand van de aarde tot de zon meer gedurende het jaar, waardoor het meer warmte ontvangt wanneer het dichterbij is en minder wanneer het verder weg is. De toenemende warmte verandert het klimaatsysteem van de aarde, waardoor het ijskap soms snel smelt. Wanneer de baan van de aarde meer circulair is, is het ijskap stabieler en vindt er minder smelting plaats.

Deze nieuwe studie richt zich op de periode tussen 28 en 20 miljoen jaar geleden, toen de aarde warmer was dan vandaag en alleen de Antarctische ijskappen bestonden. Door gegevens uit geologische boringen, verkregen tijdens een expeditie van het Integrated Ocean Drilling Program (IODP), presenteert het onderzoek een nieuwe benchmark voor klimaatrecords om bestaande records te vergelijken. Dit helpt wetenschappers de nauwkeurigheid van hun klimaatsimulaties voor het reconstrueren van klimaatverandering in het verleden te verbeteren. Inzichten in het verleden helpen hen de impact van de smelting van het Antarctisch ijskap in de toekomst te begrijpen.

Hoofdauteur Dr. Tim van Peer van de Universiteit van Leicester zei: “Uit ons onderzoek blijkt dat het Antarctisch ijskap onstabieler is dan eerder gedacht. We tonen aan hoe gevoelig het geologisch vroege Antarctische ijskap was voor veranderingen in de baan en as van de aarde.”

Verder voegde hij toe: “Veranderende klimaatomstandigheden hebben snel een aantal van de vroege Antarctische ijstijden beëindigd en grote hoeveelheden smelt veroorzaakt. ‘Snel’ is in geologische tijdschalen, niet zo snel als we kunnen verwachten dat het gebeurt tijdens de moderne klimaatverandering.”

“We kunnen niet aannemen dat het moderne Antarctische ijskap stabiel is. Als de klimaatuitstoot ongebreideld doorgaat, zijn we op weg om een groot deel van het Antarctische ijskap te laten smelten. We moeten klimaatverandering tegengaan door onze uitstoot te verminderen. Dit is de enige manier om kritieke punten in de stabiliteit van het Antarctische ijskap niet te overschrijden.”

Het onderzoek analyseerde monsters uit geologische boringen verkregen uit de noordwestelijke Atlantische Oceaan als onderdeel van een IODP-expeditie in 2012. Micro-organismen uit deze boringen registreren de chemie van de oceaan in de vorm van zuurstofisotopen in hun schelpen. Door de verhouding van zuurstofisotopen te meten, kunnen wetenschappers bepalen of het ijskap is gegroeid of gekrompen en een tijdlijn vaststellen op basis van de diepte van dat monster in de boringen.

Professor Paul Wilson, hoofdonderzoeker van het project aan de Universiteit van Southampton, verklaarde: “Het kan verrassend zijn om te leren dat we de pols van het Antarctische ijskap nemen door enkele simpele chemische analyses uit te voeren op fossiele schelpen ter grootte van een speldenknop van de diepzeebodem aan de andere kant van de wereld. Maar het mooie is dat we dit kunnen doen door de geologische geschiedenis heen, over tientallen miljoenen jaren. Aardwetenschap is tijdreizen naar het verleden en we leren altijd lessen om ons te helpen onze toekomst te begrijpen.”