‘Eksik buz sorunu’ nihayet çözüldü

Buzul dönemlerinde deniz seviyesi düşer, çünkü büyük iç buzullarda büyük miktarlarda su depolanır. Ancak bugüne kadar bilgisayar modelleri, deniz seviyesindeki yüksekliği buzulların kalınlığıyla bağdaştıramadı. Yenilikçi yeni hesaplamaları kullanarak, Alfred Wegener Enstitüsü liderliğindeki bir iklim araştırmacıları ekibi şimdi bu tutarsızlığı açıklamayı başardı. Yakın zamanda Nature Communications dergisinde yayınlanan çalışma, gezegenimizin iklim tarihine yönelik araştırmaları önemli ölçüde ilerletebilir.

Buzullardan buzullar arası geçişler sırasında, Grönland’daki ve Kuzey Amerika’daki ve Avrupa’daki buzullar onbinlerce yıl içinde büyüyor ve küçülüyor. Güçlü buzullarda ne kadar çok su depolanırsa, okyanuslarda o kadar az su bulunur ve deniz seviyesi o kadar düşük olur. İklim araştırmacıları şu anda antropojenik iklim değişikliği nedeniyle buzulların önümüzdeki yüzyıllarda ne ölçüde eriyebileceğini ve bunun sonucunda deniz seviyesinin ne kadar yükseleceğini araştırıyorlar. Bunu yapmak için geçmişe bakarlar. Geçmiş buzullar ve buzullar arası dönemlerde buzun büyümesini ve erimesini anlayabilirlerse, gelecek hakkında değerli sonuçlar çıkarabilecekler.

‘Kayıp buz sorunu’

Bununla birlikte, uzak geçmişi yeniden inşa etmek hiç de önemli bir başarı değildir, çünkü buzulların kalınlığı ve deniz seviyesi doğrudan ölçülemez. Buna göre, iklim araştırmacıları, daha sonra geçmişin bir resmini oluşturmak için kullanabileceklerine dair titizlikle kanıt toplamak zorundadır. Sorun: Toplanan kanıt türlerine bağlı olarak farklı resimler ortaya çıkıyor. On bin yıl önceki durumun gerçekte nasıl olduğunu kesin olarak söyleyemeyiz. Bu ‘kayıp buz sorunu’ yıllarca çözülemedi. Son buzulun zirvesinde deniz seviyesi yüksekliği ile buzul kalınlığını uzlaştırmaya çalışan iki farklı bilimsel yaklaşımın uyumsuzluğunu açıklar. 20.000 yıl önce. Alfred Wegener Enstitüsü’nden Evan Gowan liderliğindeki iklim uzmanlarından oluşan bir ekip, Bremerhaven’deki Helmholtz Kutup ve Deniz Araştırmaları Merkezi (AWI), sorunu yeni bir yöntem kullanarak çözdü. Yaklaşık on yıldır sorunu araştıran Dr Gowan, “Geçmişi 80.000 yıl öncesine kadar yeniden inşa etmenin yeni bir yolunu bulmuş gibi görünüyor” diyor. Bu bulgular şimdi dergide yayınlandıDoğa İletişimi .

Sediman analizi ile küresel iklim modellemesi karşılaştırması

‘Kayıp buz sorunu’, bir yandan, tropik kuşakta deniz tabanından toplanan çekirdek örneklerinden elde edilen çökeltilerin analizine dayanmaktadır. Bunlar, deniz seviyesinin bin yıl boyunca ne kadar yükseldiğini veya düştüğünü bugün bize hala söyleyebilecek mercan izlerini içeriyor. Neden? Çünkü mercanlar sadece okyanus yüzeyine yakın iyi aydınlatılmış sularda yaşarlar. Tortu çekirdekleri 20.000 yıl önce tropik bölgelerdeki deniz seviyesinin, deniz seviyesinin bugün olduğundan yaklaşık 130 metre daha düşük olduğunu ima ettiğini gösteriyor. Öte yandan, önceki modeller buzul kütlelerinin 20.000 yıl önce bu kadar düşük bir deniz seviyesini açıklayacak kadar büyük olmadığını öne sürmüştü. Daha kesin olmak gerekirse, deniz seviyesinin bu kadar düşük olması için, küresel ölçekte Grönland Buz Tabakasının iki katı kütleye sahip ek bir su hacminin donmuş olması gerekirdi; dolayısıyla ‘

Buzul davranışını anlamak

Gowan, yeni yöntemiyle artık deniz seviyesi ile buzul kütlesini uzlaştırdı: hesaplamalarına göre, o zamanki deniz seviyesi yakl. Bugün olduğundan 116 metre daha alçak. Yaklaşımına göre buzul kütlesi açısından herhangi bir tutarsızlık yoktur. Önceki küresel modelden farklı olarak Gowan, buzlu bölgelerdeki jeolojik koşulları yakından inceledi: Buz yüzeyi ne kadar dikti? Buzullar nerede aktı? Buzun tabanındaki kayalar ve tortu, buz akışına ne kadar direndi? Onun modeli tüm bu yönleri dikkate alıyor. Ayrıca, buz tabakasının ilgili alanlarda Dünya’nın kabuğuna ne ölçüde bastırdığını da hesaba katıyor. Gowan, “Bu, altta yatan mantonun ne kadar yapışkan olduğuna bağlı,” diye açıklıyor. “Hesaplamalarımızı farklı manto viskozitelerine dayandırıyoruz ve bu nedenle farklı buz kütlelerine ulaşıyoruz.”

Yerleşik model kusurlu

Gowan ve ekibinin son makalesi, buzul kütlelerini tahmin etmek için kullanılan köklü bilimsel yöntemi eleştirel bir şekilde yeniden inceliyor: oksijen izotop yöntemi. İzotoplar, farklı nötron sayılarına ve dolayısıyla farklı kütlelere sahip aynı elementin atomlarıdır. Örneğin oksijen, daha hafif bir 16O izotopuna ve daha ağır bir 18O izotopuna sahiptir. Geleneksel teoriye göre, daha hafif olan 16O okyanuslardan buharlaşırken, daha ağır olan 18O suda kalır. Buna göre, buzullar sırasında, büyük iç buzullar oluştuğunda ve okyanuslardaki su hacmi azaldığında, okyanuslardaki% 18 konsantrasyonu artmalıdır. Bununla birlikte, gösterildiği gibi, bu yerleşik model, 20.000 yıl öncesi ve öncesi dönem için deniz seviyesi yüksekliği ile buzul kütlelerinin uzlaştırılması söz konusu olduğunda tutarsızlıklar üretiyor. “Yıllarca, izotop modeli, birkaç milyon yıl öncesine kadar buzulların buz hacmini belirlemek için sıklıkla kullanılmıştır. Çalışmamız bu yöntemin güvenilirliğini sorguluyor “diyor Gowan. Onun amacı artık geleneksel oksijen izotop yöntemini iyileştirmek için yeni yöntemini kullanmak.