9. april 2021

Istidens pludselige klimaændringer fandt sted, når klimasystemet væltede som dominobrikker

Klimaændringer:

Istidens såkaldte Dansgaard-Oeschger-begivenheder, hvor temperaturen på Grønland brat steg mellem 5 og 16 grader på nogle årtier, fandt sted når del-elementer af klimasystemet ændrede hele klimasystemet som når en dominobrik vælter alle andre brikker. Det viser et studie af data fra iskerner af blandt andre postdoc Emilie Capron og lektor Sune Olander Rasmussen fra Sektionen for Is-, Klima- og Geofysik ved Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet.

Emilie Capron
Studiets førsteforfatter Emilie Capron set gennem et stykke tyndt, poleret iskerne fra NEEM-iskerneboringen. Iskerner består af sammenpresset sne, og ved sammenpresningen fanges små mængder luft, der bliver forseglet som bobler. Iskerneforskerne rekonstruerer sammensætningen af fortidens atmosfære ved at analysere disse bobler. Foto: Sepp Kipfstuhl.

Opdagelsen, der netop er offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications bekymrer, fordi en vigtig brik dengang var udbredelsen af havis i det arktiske område. Denne havis bliver i vore dage hastigt reduceret, og det er uvist, om dette del-element af klimasystemet også i dag kan udløse pludselige klimaændringer.

Kun, hvis man forstår, hvorfor bratte klimaændringer skete i fortiden, kan man gøre sig håb om at forudse, hvorvidt noget tilsvarene vil ske i vore dage.

Derfor har klimaforskere i årtier forsøgt at finde årsagssammenhænge i bratte klimaændringer under istiderne, hvor temperaturen i Grønland gentagne gange steg brat med helt op til 16 grader på nogle årtier, for derefter langsomt at falde tilbage til det normale istids-niveau.

Pludselige klimaændringer – hvad kom først?

”Mange studier har prøvet at besvare spørgsmålet om hvilken del af klima-systemet der ændrede sig først, da disse cirka 30 bratte klimaændringer, kaldet Dansgaard-Oeschger-begivenheder, begyndte. Var det for eksempel havstrømmene i det nordlige Atlanterhav, vind- og nedbørssystemerne på den nordlige halvkugle eller udbredelsen af havis i det arktiske område, der igangsatte klimaændringerne?”, siger lederen af studiet, iskerneforskeren Emilie Capron fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Nu viser en analyse, at hverken hastigheden eller rækkefølgen var den samme fra gang og til gang, og at rækkefølgen tilsyneladende betød meget lidt. Blot et af klimaets delsystemer skiftede karakter, kunne det få de øvrige delsystemer til at vælte som dominobrikker. Analysen viser også, at det så at sige var de samme brikker, der væltede hver gang, klimaet ændrede sig brat.

Sammenfiltrede klimaændringer

Forskerholdet brugte data fra to parallelle iskerner fra seneste istid til at tegne et billede af den typiske Dansgaard-Oeschger-begivenhed og afgøre i hvilken rækkefølge, ændringer i klimasystemet skete op til de bratte klimaskift.

Håbet var at kunne overføre denne viden til nutidens klima og dermed bruge fortidens klimaændringers fingeraftryk som en slags advarselssignal for mulige bratte klimaændringer i fremtiden.

Analysen, der er finansieret af EU gennem Marie Skłodowska-Curie-programmet og en bevilling fra Carlsbergfondet, viste, at ændringer i forskellige dele af klimasystemet – havstrømmene, havisen og vindsystemerne – var så tæt sammenfiltrede, at de sandsynligvis udløste og forstærkede hinanden og dermed skabte de gentagne bratte klimaændringer i istiden.

Emilie Capron med en iskerne i iskernelaboratoriet
Studiets førsteforfatter Emilie Capron med en iskerne i iskernelaboratoriet, der er gravet ud i en tunnel under overfladen midt på Grønlands indlandsis. De iskerner fra NGRIP og NEEM-boreprojekterne, som dannede grundlag for studiet, er 2½-3 km lange og består af lag efter lag af nedbør, der er faldet på Indlandsisen gennem de sidste mere end 100.000 år. Isens sammensætning og urenheder i isen sladrer om hvordan klimaet var det år, sneen faldt, og denne information har forskerne afkodet ved hjælp af millioner af målinger. Foto: Mari Jensen.

Data og model bekræfter hinanden

Resultaterne fik det internationale forskerhold til at sammenligne deres iskernedata med nye resultater fra den samme type klimamodel, som bruges til at lave projektioner om fremtidens klimaudvikling. Sammen med medforfatter og modelekspert Guido Vettoretti kunne iskerneforskerne dokumentere, at modellen udviser samme type bratte klimaændringer som forekom i istiden. Computersimuleringer viste samme sammenfiltrede opførsel af havis, havstrømmenes styrke, samt vind- og nedbørsmønstre.

På den ene side er det godt nyt: det giver øget tiltro til at modellerne rent faktisk virker som de skal ved at beskrive fysikken i klimaændringerne korrekt.

Men resultatet er også bekymrende, for en af de klima-domino-brikker, der kunne vælte hele systemet under istiden, var mængden af havis i det arktiske område. Udbredelsen af havis ændres i vore dage hastigt og voldsomt. Det er altså nærliggende at frygte, at vi måske risikerer en lignende dominoeffekt på grund af menneskeskabte klimaændringer.

Perspektiver for fremtidens klima

Desværre kender vi endnu ikke detaljerne i samspillet mellem de mange delelementer i Jordens klimasystem godt nok til at kunne afgøre hvor stor denne risiko er.

For at blive i domino-analogien: Vi ved ikke hvor meget det betyder, at dominobrikkerne står anderledes til at starte med i nutidens klimasystem i forhold til hvordan situationen var under istiden.

"Men under alle omstændigheder understreger resultaterne vigtigheden af at forsøge at begrænse klimaændringerne med f.eks. at skære ned for de menneskeskabte udledninger af CO2 og andre drivhusgasser, både for at mindske de forudsigelige, gradvise klimaforandringer og for at reducere risikoen for fremtidige bratte klimaændringer," siger medforfatter Sune Olander Rasmussen, lektor på Niels Bohr Institutet, og tilføjer:

"Hvis man ikke vil have at dominobrikkerne vælter, gør man klogt i ikke at skubbe for meget til det bord, de står på."

Studiet er publiceret i Nature Communications d. 8. april 2021: https://www.nature.com/articles/s41467-021-22241-w#Sec11