Tuż za północno-zachodnią krawędzią rozległego lądolodu Grenlandii badacze z Uniwersytetu Northwestern odkryli błoto jeziorne, które pokonało trudne przeciwności losu, przeżywając ostatnią epokę lodowcową. Błoto i szczątki zwykłych much zagnieżdżonych w nim, zapisują dwa okresy międzylodowcowe w północno-zachodniej Grenlandii. Chociaż naukowcy od dawna wiedzą, że te dwa okresy — wczesny holocen i ostatni interglacjał — doświadczyły ocieplenia w Arktyce z powodu zmian w orbicie Ziemi, mieszanka gatunków much zachowanych z tych czasów pokazuje, że Grenlandia była jeszcze cieplejsza niż wcześniej sądzono.

Ta informacja może pomóc naukowcom lepiej ocenić wrażliwość Grenlandii na ocieplenie, poprzez testowanie i ulepszanie modeli klimatu i zachowania pokrywy lodowej. Modele te mogłyby następnie poprawić przewidywania dotyczące tego, jak lądolód Grenlandii, który obejmuje 80 procent kraju arktycznego i posiada wystarczającą ilość lodu, aby wyrównać 20 stóp globalnego poziomu morza, może reagować na globalne ocieplenie spowodowane przez człowieka.

„Północno-zachodnia Grenlandia może czuć się naprawdę odległa, ale to, co dzieje się z tym lądolodem będzie miało znaczenie dla każdego w Nowym Jorku, Miami i każdym przybrzeżnym mieście na całym świecie,” powiedział Yarrow Axford, starszy autor badania i profesor nadzwyczajny nauk o Ziemi i planetarnych na Northwestern. „Jedną z największych niewiadomych w nauce o klimacie pozostaje to, jak szybko zmienia się Ziemia, gdy robi się cieplej. Geologia daje nam możliwość zobaczenia, co się działo, gdy Ziemia była cieplejsza niż obecnie.”

Opublikowane 4 czerwca w Proceedings of the National Academy of Sciences, badanie zawierało wkład współpracowników z Dartmouth College.

Ludzie mogą być zaskoczeni widząc jak dzisiejsza mroźna Grenlandia wyglądała podczas dwóch ostatnich okresów międzylodowcowych. Dzisiaj, północno-zachodnia Grenlandia waha się w 30s i niskie 40s Fahrenheita i opatruje burze śnieżne w lecie. Ale średnie temperatury latem we wczesnym holocenie (8,000 do 11,000 lat temu) i Ostatnim Interglacjale (116,000 do 130,000 lat temu) wspiął się dobrze do 50s.

Podczas Ostatniego Interglacjału, globalny poziom morza wzrosła o 15 do 30 stóp, głównie z powodu przerzedzenia Grenlandii i Antarktydy arkuszy lodu. Ale teraz zespół Northwestern uważa, że północna pokrywa lodowa Grenlandii doświadczyła silniejszego ocieplenia niż wcześniej sądzono, co może oznaczać, że Grenlandia jest bardziej odpowiedzialna za ten wzrost poziomu morza.

Warstwy czasu

Aby zmierzyć te starożytne temperatury, badacze zaglądają do rdzeni lodowych i rdzeni osadów jeziornych. Ponieważ lód i osady jeziorne tworzą się przez stopniowe narastanie rocznych warstw śniegu lub błota, rdzenie te zawierają archiwa przeszłości. Przeglądając te warstwy, badacze mogą odnaleźć wskazówki dotyczące klimatu sprzed wielu wieków. Znalezienie osadów jeziornych starszych niż około 10 000 lat było jednak historycznie bardzo trudne na Grenlandii.

„Klasyczną rzeczą, którą robią lodowce, jest ślizganie się” – powiedział Axford. „Więc kiedy pokrywa lodowa się powiększa, cała ta wspaniała geologia zostaje zgarnięta i wypluta do oceanów.”

Ale zespół Axforda znalazł obszar, gdzie tak się nie stało.

Klimat w północno-zachodniej Grenlandii stwarza idealne warunki do zachowania osadów w obrębie małego jeziora, które zespół Axforda czule nazywa „Wax Lips Lake” ze względu na jego kształt.

„Podczas ostatniej epoki lodowcowej, warstwa lodu była wystarczająco cienka, a atmosfera była wystarczająco zimna, że warstwa lodu przymarzła do ziemi, zamiast topnieć u podstawy i przesuwać się”, powiedział Jamie McFarlin, doktorant na wydziale Nauk o Ziemi i Planetarnych Northwestern, który prowadził badania. „Wyrósł na sobie i zachował większość geologii poniżej.”

„Lód delikatnie przechylił się nad tym miejscem zamiast je zaorać”, dodał Axford.

Po pobraniu dwumetrowej tuby osadów z dna jeziora Wax Lips Lake, McFarlin przeczesała warstwy, aby zbadać te z wczesnego holocenu i ostatniego interglacjału. To właśnie wtedy zauważyła mieszankę gatunków much jeziornych, zwanych chironomidami, które sugerowały cieplejszy klimat w obu okresach. Szczególnie zaskakujące: W okresie ostatniego interglacjału roiło się od innego rodzaju owadów, znanych jako widmowe muszki. Chociaż fantom muszki zostały zgłoszone w niskiej obfitości w północnych klimatach, jeden musiałby podróżować 1000 mil na południe do Kanady Labrador prowincji znaleźć fantom muszki w porównywalnej obfitości do Ostatniego Interglacjału w północno-zachodniej Greenland.

„O ile nam wiadomo, to nigdy nie znaleziono w Grenlandii. Myślimy, że jest to pierwszy raz, kiedy ktoś zgłosił to w starożytnych osadach lub nowoczesnych jeziorach tam,” Axford powiedział. „Byliśmy naprawdę zaskoczeni, aby zobaczyć, jak daleko na północ migrował.”

Większy obraz

Odkrycie tej mieszanki owadów oznacza północno-zachodniej Grenlandii średnia lipca podczas ostatnich dwóch okresów interglacjału najprawdopodobniej wspiął się powyżej 50 stopni i ewentualnie do wysokich 50s podczas Ostatniego Interglacjału. Potwierdza to kontrowersyjne zapisy geologiczne skonstruowane z rdzeni lodowych pobranych w pobliżu, które również wskazywały na znaczne ocieplenie w tych okresach czasu.

„Inne zapisy wykazały, że klimat północnej Grenlandii był znacznie cieplejszy niż ludzie oczekiwali w tych okresach, a wyniki te spotkały się z uzasadnionym sceptycyzmem” – powiedział Axford. „Teraz mamy niezależny zapis, który potwierdza, że kiedy Arktyka ociepliła się w przeszłości, nastąpiło szczególnie silne ocieplenie w północnej Grenlandii.”

Dane te pomogą szerszej społeczności naukowej jeszcze bardziej udoskonalić modele klimatu i pokrywy lodowej używane do przewidywania przyszłych zmian.

„To jest rodzaj ground-truthing, którego potrzebujemy, aby uzyskać naprawdę dokładne modele klimatu i prognozy”, powiedziała Magdalena Osburn, adiunkt nauk o Ziemi i planetarnych na Northwestern, która jest współautorką badania. „Stwierdzamy, że w niektórych przypadkach modele nie uwzględniają temperatur, które są wystarczająco ciepłe dla tej części świata.”

Jest jedno zastrzeżenie. Dobrze znane zmiany w orbicie Ziemi spowodowały ocieplenie podczas wczesnego holocenu i ostatniego interglacjału. Obecnie ocieplenie pochodzi ze źródeł spowodowanych przez człowieka i następuje znacznie szybciej niż ocieplenie podczas tych okresów międzylodowcowych. Oznacza to, że istnieje szansa, że Ziemia może nie reagować na obecne ocieplenie w ten sam sposób.

„Przeszły klimat jest naszym najlepszym analogiem dla przyszłego ocieplenia, a nasze wyniki wskazują, że ziemia na tych bardzo wysokich szerokościach geograficznych w Arktyce może ocieplać się nawet bardziej niż przewidywano w nadchodzącym stuleciu” – powiedział Axford. „Ale nic w przeszłości Ziemi nie jest idealnym analogiem, ponieważ to, co dzieje się dzisiaj, jest całkowicie bezprecedensowe.”

Praca ta była wspierana przez National Science Foundation (NSF) Office of Polar Programs (nagrody 1108306 i 1107411), NSF Graduate Research Fellowship, Geological Society of America oraz Institute for Sustainability and Energy na Northwestern.

.