En fördjupad studie ledd av forskare vid University of Arizona kan ha löst två mysterier som länge har förbryllat paleoklimatexperter: Varifrån kom inlandsisarna som ringde under den senaste istiden för mer än 100,000 XNUMX år sedan, och hur kunde de växa så snabbt?
Att förstå vad som driver jordens glaciala-interglaciala cykler – inlandsisens periodiska frammarsch och reträtt på norra halvklotet – är ingen lätt bedrift, och forskare har ägnat betydande ansträngningar åt att förklara expansionen och krympningen av stora ismassor under tusentals år. Studien, publicerad i tidskriften Nature Geoscience, föreslår en förklaring till den snabba expansionen av inlandsisarna som täckte stora delar av norra halvklotet under den senaste istiden, och fynden kan även gälla andra glaciala perioder genom jordens historia.
För cirka 100,000 10,000 år sedan, när mammutar strövade omkring på jorden, sjönk klimatet på norra halvklotet till en djupfrysning som gjorde att massiva inlandsisar kunde bildas. Under en period av cirka XNUMX XNUMX år växte lokala bergsglaciärer och bildade stora inlandsisar som täckte stora delar av dagens Kanada, Sibirien och norra Europa.
Även om det har varit allmänt accepterat att periodiska "vibblande" i jordens omloppsbana runt solen utlöste avkylning på sommaren på norra halvklotet som orsakade uppkomsten av utbredd glaciation, har forskare kämpat för att förklara de omfattande inlandsisarna som täcker stora delar av Skandinavien och norra Europa, där temperaturen är mycket mildare.
Till skillnad från den kalla kanadensiska arktiska skärgården där is lätt bildas, borde Skandinavien ha förblivit i stort sett isfritt på grund av den nordatlantiska strömmen, som för varmt vatten till nordvästra Europas kuster. Även om de två regionerna ligger längs liknande breddgrader ligger de skandinaviska sommartemperaturerna långt över fryspunkten, medan temperaturerna i stora delar av kanadensiska Arktis håller sig under fryspunkten hela sommaren, enligt forskarna. På grund av denna diskrepans har klimatmodeller kämpat för att redogöra för de omfattande glaciärer som avancerade i norra Europa och markerade början på den senaste istiden, sa studiens huvudförfattare, Marcus Lofverström.
"Problemet är att vi inte vet var dessa inlandsisar (i Skandinavien) kom ifrån och vad som fick dem att expandera på så kort tid", säger Lofverström, biträdande professor i geovetenskap och chef för UArizona Earth System Dynamics Labb.
För att hitta svar hjälpte Lofverstrom till att utveckla en extremt komplex jordsystemsmodell, känd som Community Earth System Model, som gjorde det möjligt för hans team att realistiskt återskapa de förhållanden som fanns i början av den senaste istiden. Noterbart utvidgade han inlandsismodelldomänen från Grönland till att omfatta större delen av norra halvklotet med hög rumslig detalj.
Med hjälp av denna uppdaterade modellkonfiguration identifierade forskarna havsportarna i den kanadensiska arktiska skärgården som en avgörande nyckel som kontrollerar det nordatlantiska klimatet och i slutändan avgör om inlandsisar kan växa i Skandinavien eller inte.
Simuleringarna avslöjade att så länge som havsportarna i den kanadensiska arktiska skärgården förblir öppna, kylde jordens omloppskonfiguration det norra halvklotet tillräckligt för att tillåta inlandsisar att byggas upp i norra Kanada och Sibirien, men inte i Skandinavien.
I ett andra experiment simulerade forskarna ett tidigare outforskat scenario där marina inlandsisar hindrade vattenvägarna i den kanadensiska arktiska skärgården. I det experimentet avleddes det relativt färska arktiska och norra Stillahavsvattnet – som vanligtvis leds genom den kanadensiska arktiska skärgården – öster om Grönland, där djupa vattenmassor vanligtvis bildas. Denna avledning ledde till en uppfräschning och försvagning av den nordatlantiska djupcirkulationen, havsisens expansion och svalare förhållanden i Skandinavien.
"Med hjälp av både klimatmodellsimuleringar och marina sedimentanalyser visar vi att is som bildas i norra Kanada kan hindra havsportar och avleda vattentransport från Arktis till Nordatlanten", sa Lofverström, "och det leder i sin tur till en försvagad havscirkulation och kalla förhållanden utanför Skandinaviens kust, vilket är tillräckligt för att börja växa is i den regionen.”
"Dessa fynd stöds av marina sedimentposter från Nordatlanten, som visar bevis på glaciärer i norra Kanada flera tusen år före den europeiska sidan", säger Diane Thompson, biträdande professor vid UArizona Department of Geosciences. "Sedimentposterna visar också övertygande bevis på en försvagad djuphavscirkulation innan glaciärerna bildas i Skandinavien, liknande våra modelleringsresultat."
Tillsammans tyder experimenten på att bildandet av havsis i norra Kanada kan vara en nödvändig föregångare till glaciationen i Skandinavien, skriver författarna.
Att driva klimatmodeller bortom deras traditionella tillämpning av att förutsäga framtida klimat ger en möjlighet att identifiera tidigare okända interaktioner i jordsystemet, såsom det komplexa och ibland kontraintuitiva samspelet mellan inlandsisar och klimat, sa Lofverstrom.
"Det är möjligt att de mekanismer vi identifierat här gäller för varje glaciationsperiod, inte bara den senaste," sa han. "Det kan till och med hjälpa till att förklara mer kortlivade köldperioder som Younger Dryas köldomkastning (12,900 11,700 till XNUMX XNUMX år sedan) som avbröt den allmänna uppvärmningen i slutet av den senaste istiden."
Studien publicerades ursprungligen på Nature Geoscience. Juni 09, 2022.
