1
Vid sidan av den nordvästra kanten av den enorma Grönlandsisen har forskare från Northwestern University upptäckt lera från en sjö som överlevde den senaste istiden och därmed slog hårda odds. Leran, och rester av vanliga flugor som ligger inbäddade i den, visar på två interglaciala perioder i nordvästra Grönland. Även om forskarna länge har vetat att dessa två perioder – det tidiga holocenet och den sista interglaciala perioden – har inneburit en uppvärmning av Arktis på grund av förändringar i jordens omloppsbana, visar den blandning av flugarter som bevarats från dessa perioder att Grönland var ännu varmare än vad man tidigare trott.
Denna information skulle kunna hjälpa forskarna att bättre bedöma Grönlands känslighet för uppvärmning, genom att testa och förbättra modellerna för klimatet och inlandsisens beteende. Dessa modeller skulle sedan kunna förbättra förutsägelserna om hur Grönlands istäcke, som täcker 80 procent av det arktiska landet och innehåller tillräckligt med is för att motsvara 20 fot av den globala havsnivån, skulle kunna reagera på den av människan orsakade globala uppvärmningen.
”Nordvästra Grönland kan kännas väldigt avlägset, men vad som händer med detta istäcke kommer att ha betydelse för alla i New York, Miami och alla kuststäder runt om i världen”, säger Yarrow Axford, studiens försteförfattare och docent i jord- och planetariska vetenskaper vid Northwestern. ”En av de stora osäkerheterna inom klimatvetenskapen är hur snabbt jorden förändras när den blir varmare. Geologin ger oss en möjlighet att se vad som hände när jorden var varmare än idag.”
Studien, som publicerades den 4 juni i Proceedings of the National Academy of Sciences, innehöll även bidrag från medarbetare vid Dartmouth College.
Människor kan bli förvånade över att se hur dagens kyliga Grönland såg ut under de två senaste interglaciala perioderna. I dag ligger nordvästra Grönland på 30-40 grader Fahrenheit och har snöstormar på sommaren. Men den genomsnittliga sommartemperaturen under det tidiga holocenet (för 8 000 till 11 000 år sedan) och den senaste interglaciala perioden (för 116 000 till 130 000 år sedan) steg långt upp i 50-talet.
Under den senaste interglaciala perioden ökade den globala havsnivån med 15 till 30 fot, vilket till stor del berodde på att Grönlands och Antarktis istäcken tunnades ut. Men nu tror Northwestern-teamet att norra Grönlands istäcke upplevde en starkare uppvärmning än vad man tidigare trott, vilket skulle kunna betyda att Grönland är mer ansvarigt för denna havsnivåhöjning.
Tidens lager
För att mäta dessa urgamla temperaturer tittar forskarna på isborrkärnor och sedimentkärnor från sjöar. Eftersom is och sjösediment bildas genom en stegvis uppbyggnad av årliga lager av snö eller lera innehåller dessa borrkärnor arkiv från det förflutna. Genom att titta genom lagren kan forskarna hitta klimathistoriska ledtrådar från eoner sedan. Att hitta sjösediment som är äldre än cirka 10 000 år har dock historiskt sett varit mycket svårt på Grönland.
”Det klassiska som glaciärer gör är att glida”, säger Axford. ”Så när inlandsisen växer sig större blir all den här underbara geologin uppsköljd och spottas ut i haven.”
Men Axfords team hittade ett område där detta inte var fallet.
Klimatet i nordvästra Grönland rymmer de perfekta förutsättningarna för att bevara sedimenten i en liten sjö som Axfords team kärleksfullt kallar för ”Wax Lips Lake” på grund av sin form.
”Under den senaste istiden var istäcket där precis tillräckligt tunt och atmosfären var precis tillräckligt kall för att istäcket skulle frysa till marken i stället för att smälta vid basen och glida”, säger Jamie McFarlin, doktorand vid Northwesterns avdelning för jord- och planetariska vetenskaper, som ledde studien. ”Den växte ovanpå sig själv och bevarade det mesta av geologin nedanför.”
”Isen gick försiktigt på tå över den här platsen i stället för att plöja över den”, tillade Axford.
Efter att ha tagit ett två meter långt rör med sediment från Wax Lips Lake’s sjöbotten kammade McFarlin igenom lagren för att undersöka dem från den tidiga holocenan och den senaste interglaciala perioden. Det var då hon lade märke till en blandning av arter av sjöflugor, så kallade chironomider, som tydde på ett varmare klimat under båda perioderna. Särskilt överraskande: Under den sista interglaciala perioden vimlade det av en annan typ av insekt som kallas fantommyggor. Även om fantommyggor har rapporterats i liten mängd i nordliga klimat, måste man resa 1 000 mil söderut till Kanadas Labradorprovins för att hitta fantommyggor i en mängd som är jämförbar med den sista interglaciala perioden i nordvästra Grönland.
”Såvitt vi vet har den aldrig hittats på Grönland. Vi tror att detta är första gången någon har rapporterat den i gamla sediment eller moderna sjöar där”, sade Axford. ”Vi blev verkligen förvånade över att se hur långt norrut den vandrade.”
Den större bilden
Att upptäcka denna blandning av insekter innebär att nordvästra Grönlands genomsnittliga juli månad under de två senaste interglaciala perioderna med största sannolikhet klättrade över 50 grader och möjligen upp till de höga 50-tals graderna under den sista interglaciala perioden. Detta bekräftar kontroversiella geologiska register som konstruerats från iskärnor som tagits i närheten och som också visade på en betydande uppvärmning under dessa tidsperioder.
”Andra register har visat att norra Grönlands klimat var mycket varmare än vad folk förväntade sig under dessa perioder, och dessa resultat fick berättigad skepsis”, säger Axford. ”Nu har vi ett oberoende register som bekräftar att när Arktis värmdes upp i det förflutna var uppvärmningen särskilt kraftig på norra Grönland.”
Dessa data kommer att hjälpa det bredare forskarsamhället att ytterligare finslipa klimat- och inlandsismodeller som används för att förutspå framtida förändringar.
”Det här är den typ av grundförutsättningar som vi behöver för att få riktigt exakta klimatmodeller och prognoser”, säger Magdalena Osburn, biträdande professor i jord- och planetariska vetenskaper vid Northwestern, som är medförfattare till studien. ”Vi finner att modellerna i vissa fall inte inkluderar temperaturer som är tillräckligt varma för den här delen av världen.”
Det finns en invändning. Välkända förändringar i jordens omloppsbana orsakade uppvärmning under det tidiga holocenet och den senaste interglaciala perioden. I dag beror uppvärmningen på mänskligt orsakade källor och sker mycket snabbare än uppvärmningen under dessa mellanistider. Det innebär att det finns en chans att jorden inte reagerar på dagens uppvärmning på samma sätt.
”Det tidigare klimatet är vår bästa analogi för framtida uppvärmning, och våra resultat tyder på att marken på dessa mycket höga latituder i Arktis kan komma att värmas ännu mer än vad som förutspås under det kommande århundradet”, säger Axford. ”Men ingenting i jordens förflutna är en perfekt analogi eftersom det som händer idag är helt utan motstycke.”
Detta arbete stöddes av National Science Foundation (NSF) Office of Polar Programs (utmärkelser 1108306 och 1107411), ett NSF Graduate Research Fellowship, Geological Society of America och Institute for Sustainability and Energy vid Northwestern.