Ny forskning om hur tillväxten av det antarktiska inlandsisen och expansionen av havsisen på södra halvklotet var avgörande för att utlösa klimatövergången i mitten av Pleistocen, vilket i grunden förändrade jordens glaciationscykler. Isberg som kollapsar från den antarktiska inlandsisen. Kredit: Li Yuansheng
Ny forskning har avslöjat att tillväxten av det antarktiska inlandsisen var avgörande för att utlösa de längre, mer intensiva glaciationscyklerna i mitten av Pleistocen, vilket omformade vår förståelse av global klimatdynamik.
Nyligen genomförd samarbetsforskning ledd av professor An Zhisheng från Institute of Earth Environment vid den kinesiska vetenskapsakademin har belyst den avgörande roll som det antarktiska inlandsisens tillväxt och expansionen av havsisen på södra halvklotet spelar för att initiera klimatövergången i mitten av Pleistocene (MPT) . Studien visar också hur den ojämna utvecklingen av polarisar påverkar det globala klimatet.
MPT hänvisar till en förändring i jordens klimatsystem för mellan cirka 1,25–0,7 miljoner år sedan, vilket markerar ett skifte till mer uttalade och regelbundna glacial-interglaciala cykler.
Samtidigt som den ger insikt i den snabba expansionen av inlandsisen på norra halvklotet sedan mitten av pleistocen, utmanar denna studie också många hypoteser om ursprunget och mekanismerna bakom MPT.
Resultaten av forskningen publicerades i det senaste numret av Vetenskapmed titeln ”Klimatövergång i mitten av pleistocen utlöst av tillväxten av inlandsisen i Antarktis.”
På grund av MPT:s betydelse för utvecklingen av jordens inlandsdynamik under de senaste ~1,25 miljoner åren, har sådana hypoteser diskuterats och diskuterats ofta i tidskrifterna Natur och Vetenskap under de senaste decennierna.
Bidrag till klimatvetenskap
”Denna studie bidrar till vår förståelse av frågan ”Vad orsakar istider?” —ett av de 125 gränsöverskridande vetenskapliga problem som tagits upp av Vetenskap/AAAS 2021, säger professor An, även medlem i Chinese Academy of Sciences (CAS) och Foreign Associate av National Academy of Sciences, USA.
Detta arbete illustrerar också hur processer i jordsystemet definierar och ändrar egenskaper hos glacial-interglaciala cykler, deras dynamik och deras längd.
Moln som är typiska för Antarktis, påverkade av gravitationsvågor, svävar över ett massivt isberg som har kollapsat från ett inlandsis. Kredit: Ban Chao
Genom att integrera geologiska register med numeriska klimatsimuleringar, avslöjar denna studie historien om den asymmetriska utvecklingen av inlandsisar på båda halvkloten och det associerade svaret från jordens klimatsystem.
Fynden indikerar att för 2–1,25 miljoner år sedan utlöste den pågående tillväxten av det antarktiska inlandsisen och den tillhörande expansionen av havsisen på södra halvklotet ett temperaturfall och en ökning av vattenångan på norra halvklotet genom den modifierade tvärekvatoriska tryckgradienten och meridional vältande cirkulation.
Asymmetrisk påverkan på det globala klimatet
Dessa förändringar främjade således utvecklingen av det arktiska inlandsisen och orsakade i slutändan en förskjutning i jordens glaciala cykler från ~40 000 år till ~100 000 år.
Genom att undersöka förändringarna i isvolymen över båda halvkloten, belyser detta arbete den djupgående påverkan av polarisars asymmetriska utveckling på det globala klimatet, särskilt på klimatet på norra halvklotet.
”Fyndet av studien att denna asymmetri kan utlösa kraftfulla positiva återkopplingar som kan inducera en massiv förändring av jordens klimat, en punkt som tidigare inte uppskattats hittills, har viktiga konsekvenser för att förstå och projicera jordens klimat under uppvärmning av växthus”, säger Dr. CAI Wenju , Fellow vid Australian Academy of Science, som noterade att studien är ett exempel på kinesiska forskare som tar ledningen för att lösa globala frågor inom frontier science.
Prof. An indikerade att det var brådskande att kvantitativt utvärdera sambanden mellan asymmetrisk bi-hemisfärisk inlandsis och globala klimatförändringar. Han föreslog att det skulle kunna främja vår förmåga ”att förutsäga framtida klimatförändringar och reaktionen från jordsystemet på förändringarna i polarisarna.”
Denna forskning var ett samarbete med internationella team inklusive CAS Institute of Tibetan Plateau Research, University of Hong Kong, British Antarctic Survey, Laoshan Laboratory, Alfred Wegener Institute, Xi’an Jiaotong University, Nanjing University, Brown University, Beijing Normal University, Ocean University of China, och Australian National University.