Oude Antarctische ijs-smelting veroorzaakte extreme zeespiegelstijging 129.000 jaar geleden – en het zou opnieuw kunnen gebeuren

Stijgende mondiale temperaturen en verwarmende oceaanwateren zorgen ervoor dat een van de koudste plekken ter wereld smelt. Hoewel we weten dat menselijke activiteit klimaatverandering veroorzaakt en  snelle veranderingen  in Antarctica veroorzaakt, blijven de potentiële gevolgen die een warmere wereld op deze regio zou hebben onzeker. Ons nieuwe onderzoek kan misschien enig inzicht verschaffen in welk effect een warmere wereld op Antarctica zou hebben, door te kijken naar wat er meer dan 129.000 jaar geleden gebeurde.

We ontdekten  dat het massaal smelten van de  West-Antarctische ijskap  een belangrijke oorzaak was van hoge zeespiegel tijdens een periode die bekend staat als de  laatste Interglaciaal (129.000-116.000 jaar geleden) . Het extreme ijsverlies veroorzaakte meer dan drie meter van de gemiddelde zeespiegelstijging op wereldniveau – en zorgwekkend genoeg duurde het minder dan 2˚C oceaanopwarming.

Om ons onderzoek uit te voeren, reisden we naar een gebied op de  West-Antarctische ijskap  en boorden we in zogenaamde  blauwe ijsgebieden  om de ijstijd van deze ijskap te reconstrueren.

Blauwijsgebieden zijn gebieden van oud ijs die naar de oppervlakte zijn gebracht door hevige winden met een hoge dichtheid,  katabatische winden genoemd . Wanneer deze winden over bergen waaien, verwijderen ze de bovenste laag sneeuw en eroderen het blootgestelde ijs. Terwijl het ijs door de wind wordt verwijderd, wordt oud ijs naar de oppervlakte gebracht, wat inzicht biedt in de geschiedenis van de ijskap.

Terwijl de meeste Antarctische onderzoekers diep in het ijs boren om hun monsters te extraheren, konden we een techniek gebruiken die  horizontale ijskernanalyse wordt genoemd . Naarmate je dichter bij de bergen van de ijskap reist, wordt het ijs dat door deze winden geleidelijk aan de oppervlakte is gebracht, ouder. Vervolgens konden we oppervlaktemonsters nemen op een rechte, horizontale lijn over het blauwe ijsgebied om te reconstrueren wat er in het verleden met de ijskap is gebeurd.

Ons team heeft veel metingen verricht. We keken eerst naar de fijne lagen vulkanische as in het ijs om te bepalen wanneer het smelten van de massa plaatsvond. Alarmerend toonden de resultaten aan dat het meeste ijsverlies plaatsvond bij het begin van de laatste Interglaciale opwarming, ongeveer 129.000 jaar geleden – waaruit blijkt hoe gevoelig het Zuidpoolgebied is voor hogere temperaturen. We denken dat het smelten waarschijnlijk is begonnen lang voordat de oceaan opwarmde met 2˚C. Dit baart ons vandaag zorgen, aangezien de temperatuur van de oceaan blijft stijgen en  het West-Antarctisch gebied al smelt .

We hebben ook temperatuurgevoelige watermoleculen gemeten   over het blauwe ijsgebied. Deze isotopen onthulden een grote temperatuurverschuiving en wezen op een grote kloof in ons record bij de start van de laatste Interglaciaal. Dit duidt op een periode van langdurig ijsverlies gedurende duizenden jaren.

Deze periode van ontbrekend ijs valt samen met extreme zeespiegelstijging, wat duidt op een snelle ijssmelt van de West Antarctische ijskap. DNA-testen van oude in het ijs geconserveerde microben onthulden een overvloed aan methaan-consumerende bacteriën. Hun aanwezigheid suggereert dat het vrijkomen van methaangassen uit sedimenten onder de ijskap mogelijk ook een rol heeft gespeeld  bij het versnellen van het opwarmingsproces .

De West-Antarctische ijskap kan ons veel vertellen over het effect van opwarming van de oceaan omdat het  op de zeebodem rust . Het wordt omringd door grote gebieden van drijvend ijs, ijsplanken genoemd, die het centrale deel van de plaat beschermen. Terwijl warmer oceaanwater in holtes onder de ijsplaten stroomt, smelt ijs van onderaf, waardoor de platen dunner worden en de centrale plaat zeer kwetsbaar wordt voor opwarming van de oceaan. Dit proces wordt momenteel onderzocht op de West-Antarctische Thwaites-gletsjer, bijgenaamd  de “Doomsday Glacier” .

Met behulp van gegevens uit ons veldwerk hebben we modelsimulaties uitgevoerd om te onderzoeken hoe opwarming de drijvende ijsplaten kan beïnvloeden. Deze ijsplaten beschermen de ijskappen en helpen de ijsstroom van het continent te vertragen. Onze resultaten suggereren een zeespiegelstijging van 3,8 meter gedurende de eerste duizend jaar van een 2 ° C warmere oceaan. Het grootste deel van de gemodelleerde zeespiegelstijging vond plaats na het verlies van de ijsplaten, die instortten tijdens de eerste tweehonderd jaar van hogere temperaturen.

Deze bevindingen zijn verontrustend – vooral als aanhoudende hoge zee-oppervlaktetemperaturen ertoe kunnen leiden dat de grotere Oost-Antarctische ijskap smelt, waardoor de zeespiegel wereldwijd nog hoger wordt. Maar onze bevindingen suggereren dat de West-Antarctische ijskap  dicht bij een omslagpunt kan liggen . Slechts een kleine temperatuurstijging kan leiden tot abrupte ijskapsmelt en een stijging van de zeespiegel met meerdere meters.

Op dit moment suggereert onderzoek dat de wereldwijde zeespiegel  de komende eeuw tussen 45-82 cm zou kunnen  stijgen . Er wordt echter gedacht dat Antarctica hier slechts ongeveer 5 cm aan zal bijdragen – het grootste deel van deze zeespiegelstijging zal worden veroorzaakt door warmer oceaanwater en het smelten van de Groenlandse ijskap. Maar op basis van onze bevindingen kan de bijdrage van Antarctica veel groter zijn dan verwacht.

Ondanks 197 landen die zich op grond van de Overeenkomst van Parijs verbinden tot het  beperken van de opwarming  van de aarde tot 2 ° C tegen het einde van deze eeuw, laten onze bevindingen zien dat zelfs kleine temperatuurstijgingen verstrekkende gevolgen kunnen hebben  .