Eine eingehende Studie unter der Leitung von Forschern der University of Arizona hat möglicherweise zwei Rätsel gelöst, die Experten des Paläoklimas lange Zeit Rätsel aufgegeben haben: Woher kamen die Eisschilde, die vor mehr als 100,000 Jahren die letzte Eiszeit einläuteten, und wie konnten sie wachsen? so schnell?
Zu verstehen, was die Gletscher-Zwischeneiszeit-Zyklen der Erde antreibt – das periodische Vorrücken und Zurückziehen von Eisschilden in der nördlichen Hemisphäre – ist kein leichtes Unterfangen, und Forscher haben erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Ausdehnung und Schrumpfung großer Eismassen über Tausende von Jahren zu erklären. Die in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlichte Studie schlägt eine Erklärung für die schnelle Ausdehnung der Eisschilde vor, die während der letzten Eiszeit einen Großteil der nördlichen Hemisphäre bedeckten, und die Ergebnisse könnten auch auf andere Eiszeiten in der Erdgeschichte zutreffen.
Vor etwa 100,000 Jahren, als Mammuts die Erde durchstreiften, stürzte das Klima der nördlichen Hemisphäre in einen tiefen Frost, der die Bildung massiver Eisschilde ermöglichte. Über einen Zeitraum von etwa 10,000 Jahren wuchsen lokale Berggletscher und bildeten große Eisschilde, die einen Großteil des heutigen Kanada, Sibiriens und Nordeuropas bedeckten.
Während weithin angenommen wurde, dass das periodische „Wackeln“ in der Umlaufbahn der Erde um die Sonne eine Abkühlung im Sommer der nördlichen Hemisphäre auslöste, die den Beginn einer weit verbreiteten Vereisung verursachte, haben sich Wissenschaftler bemüht, die ausgedehnten Eisschilde zu erklären, die einen Großteil Skandinaviens und Nordeuropas bedecken. wo die Temperaturen viel milder sind.
Im Gegensatz zum kalten kanadischen arktischen Archipel, wo sich leicht Eis bildet, sollte Skandinavien aufgrund des Nordatlantikstroms, der warmes Wasser an die Küsten Nordwesteuropas bringt, weitgehend eisfrei bleiben. Obwohl sich die beiden Regionen auf ähnlichen Breitengraden befinden, liegen die skandinavischen Sommertemperaturen deutlich über dem Gefrierpunkt, während die Temperaturen in weiten Teilen der kanadischen Arktis laut den Forschern den ganzen Sommer über unter dem Gefrierpunkt bleiben. Aufgrund dieser Diskrepanz haben Klimamodelle Schwierigkeiten, die ausgedehnten Gletscher zu berücksichtigen, die in Nordeuropa vorrückten und den Beginn der letzten Eiszeit markierten, sagte der Hauptautor der Studie, Marcus Lofverstrom.
„Das Problem ist, dass wir nicht wissen, woher diese Eisschilde (in Skandinavien) kamen und was dazu führte, dass sie sich in so kurzer Zeit ausdehnten“, sagte Lofverstrom, Assistenzprofessor für Geowissenschaften und Leiter der UArizona Earth System Dynamics Labor.
Um Antworten zu finden, half Lofverstrom bei der Entwicklung eines äußerst komplexen Erdsystemmodells, das als Community Earth System Model bekannt ist und es seinem Team ermöglichte, die Bedingungen zu Beginn der letzten Eiszeit realistisch nachzubilden. Bemerkenswerterweise erweiterte er die Eisschildmodelldomäne von Grönland, um den größten Teil der nördlichen Hemisphäre mit hoher räumlicher Detailgenauigkeit zu umfassen.
Unter Verwendung dieser aktualisierten Modellkonfiguration identifizierten die Forscher die Ozeantore im kanadischen arktischen Archipel als kritischen Dreh- und Angelpunkt, der das nordatlantische Klima kontrolliert und letztendlich bestimmt, ob Eisschilde in Skandinavien wachsen könnten oder nicht.
Die Simulationen zeigten, dass, solange die Ozeantore im Kanadischen Arktischen Archipel offen bleiben, die Erdorbitalkonfiguration die nördliche Hemisphäre ausreichend kühlte, damit sich Eisschilde in Nordkanada und Sibirien aufbauen konnten, aber nicht in Skandinavien.
In einem zweiten Experiment simulierten die Forscher ein bisher unerforschtes Szenario, in dem marine Eisschilde die Wasserwege im kanadisch-arktischen Archipel versperrten. In diesem Experiment wurde das vergleichsweise frische Wasser aus Arktis und Nordpazifik – typischerweise durch den Kanadischen Arktischen Archipel geleitet – östlich von Grönland umgeleitet, wo sich typischerweise tiefe Wassermassen bilden. Diese Umleitung führte zu einer Auffrischung und Schwächung der nordatlantischen Tiefenzirkulation, einer Meereisausdehnung und kühleren Bedingungen in Skandinavien.
„Mithilfe von Klimamodellsimulationen und Meeressedimentanalysen zeigen wir, dass die Eisbildung im Norden Kanadas Ozeantore blockieren und den Wassertransport von der Arktis in den Nordatlantik umleiten kann“, sagte Lofverstrom, „und dies wiederum zu einer geschwächten Ozeanzirkulation führt und Kälte vor der Küste Skandinaviens, was ausreicht, um in dieser Region mit dem Eiswachstum zu beginnen.“
„Diese Ergebnisse werden durch marine Sedimentaufzeichnungen aus dem Nordatlantik gestützt, die Beweise für Gletscher im Norden Kanadas mehrere tausend Jahre vor der europäischen Seite zeigen“, sagte Diane Thompson, Assistenzprofessorin am Department of Geosciences der UArizona. „Die Sedimentaufzeichnungen zeigen auch überzeugende Beweise für eine geschwächte Tiefseezirkulation, bevor sich die Gletscher in Skandinavien bilden, ähnlich wie unsere Modellergebnisse.“
Zusammengenommen deuten die Experimente darauf hin, dass die Bildung von Meereseis im Norden Kanadas ein notwendiger Vorläufer der Vereisung in Skandinavien sein könnte, schreiben die Autoren.
Klimamodelle über ihre traditionelle Anwendung zur Vorhersage des zukünftigen Klimas hinauszuschieben, bietet die Möglichkeit, bisher unbekannte Wechselwirkungen im Erdsystem zu identifizieren, wie beispielsweise das komplexe und manchmal kontraintuitive Zusammenspiel zwischen Eisschilden und Klima, sagte Lofverstrom.
„Es ist möglich, dass die Mechanismen, die wir hier identifiziert haben, für jede Eiszeit gelten, nicht nur für die jüngste“, sagte er. „Es kann sogar helfen, kurzlebigere Kälteperioden wie die Kälteumkehr der Jüngeren Dryas (vor 12,900 bis 11,700 Jahren) zu erklären, die die allgemeine Erwärmung am Ende der letzten Eiszeit unterbrach.“
Die ursprünglich am veröffentlichte Studie Nature Geoscience. Juni 09, 2022.
