Noen tusen år inne i forrige mellomistid sto havet ti meter over dagens nivå. En studie publisert i tidsskriftet Nature Communications i dag viser at det ekstra vannet må ha kommet fra Antarktis. Først senere i mellomistiden bidro smeltevann fra Grønland til havstigning.
Den siste mellomistiden varte for fra 130 000 år siden til 118 000 år siden. Det var den siste gangen havet sto høyere enn nå. Havnivået varierte, men var i lengre perioder 6–9 meter høyere enn i dag. Stigningen foregikk i tre brå sprang. I en periode steg det globale havnivået rundt 3 meter per hundreår.
– Vi har visst i et halvt hundreår at havet sto høyere i forrige mellomistid, sier Eirik Vinje Galaasen fra Bjerknessenteret og Institutt for geovitenskap ved Universitetet i Bergen, og en av forskerne bak studien. – Men ingen har visst hvor vannet kom fra.
Det var to opplagte kandidater: Antarktis og Grønland. For én av dem fantes det data.
Havbunnens kjemi er en arv fra fortidens hav
Forskerne som ledet studien, fra The Australian National University i Canberra, hadde selv prøver som viste utviklingen i det globale havnivået under forrige mellomistid. Men disse viste bare hvor høyt havet sto og sa ingenting om hvor det ekstra vannet kom fra.
Fra Antarktis fantes det lite relevant informasjon. Men i Bergen fantes data fra havbunnen utenfor Grønland. De kunne fortelle hvor mye smeltevann som hadde rent ut i havet der.
– Vi kan ikke forklare en havnivåstigning på seks til ni meter med is fra Grønland, sier Nil Irvali, også hun fra Bjerknessenteret og Universitetet i Bergen.
Nil Irvali har jobbet med dataene som viser smeltingen fra Grønland. Hun hentet ut fossile dyreplankton fra prøver av sedimenter i havbunnen. De ørsmå dyrene lever i de øverste vannlagene, og når de dør, synker de til bunns og blir en del av sedimentene som lag etter lag bygger opp havbunnene. Sedimentprøvene var tatt på 3400 meters dyp sørvest for Grønland, og fra 23 til 28 meter nede i sedimentene lå forrige mellomistid pent stablet.
Den kjemiske sammensetningen i fossilene avhenger av temperaturen og andre forhold i vannet da dyrene levde. I dette tilfellet kunne forskerne bruke dem til å beregne hvor mye smeltevann fra Grønland det var i vannet i ulike perioder av mellomistiden. Det var tilsvarende data fra blant annet Rødehavet som lå til grunn for estimatene av det globale havnivået.
Dermed ble regnestykket enkelt. Data fra Rødehavet viste hvor mye høyere havet sto globalt. Dataene fra havbunnen utenfor Grønland viste hvor mye som kom fra Grønland. Resten måtte komme fra Antarktis.
– Dette er en av de første gangene noen har forsøkt å skille bidragene fra Grønland og Antarktis ved hjelp av data og ikke bare antagelser, sier Eirik Vinje Galaasen.
Resultatene tyder på at Antarktis dominerte fullstendig.
Havet steg i tre trinn
Havnivået bykset oppover i tre adskilte sprang. På det meste, for cirka 129 000 år siden, steg havet med oppunder tre meter per hundreår. Så sank det litt før det igjen steg brått rundt 1500 år senere. Da sto havet omtrent ti meter høyere enn i dag.
I begge disse sprangene kom smeltevannet fra Antarktis. Først i det tredje og minste, for cirka 124 000 år siden, bidro smeltevann fra Grønland.
Det første spranget kom tidlig i mellomistiden. Istiden var over, og havnivået hadde steget 120 meter i det innlandsisen på kontinentene smeltet. Mengder av ferskt smeltevann stabiliserte havet og stoppet den omveltningssirkulasjonen som i dag frakter vannet verden rundt gjennom havstrømmer både i overflaten og i dyphavet.
Den første brå smeltingen falt sammen med at sirkulasjonen i havet ble gjenopprettet. Mer varmt dypvann strømmet sørover gjennom Atlanterhavet mot Antarktis. Data fra iskjerner og fra havet utenfor kontinentet har vist at det også var varmere i overflatevannet og på land.
Antarktis påvirkes fremdeles av havet
I dag fører den økte drivhusgasskonsentrasjonen i atmosfæren til høyere temperatur i begge polarregionene samtidig. Oppvarmingen kan få is til å smelte på begge halvkuler samtidig, ikke som den ensidige smeltingen i sør i forrige mellomistid.
– Denne mellomistiden er annerledes enn den forrige, og det er også oppvarmingen vi nå ser, sier Eirik Vinje Galaasen.
Likevel advarer både han og Nil Irvali mot å tro at det ikke vil kunne skje tilsvarende brå endringer i issmelting i Antarktis i fremtiden.
Under forrige mellomistid smeltet isen i Antarktis først fordi det var varmere der. Hvorfor det var varmere der, vet forskerne fremdeles ikke, men havstrømmene kan ha bidratt. Nøyaktig hva som skjedde da så mye is smeltet og rant ut i havet, vet de heller ikke. Men de vet at mer is smelter når varmt sjøvann strømmer inn under isbremmene rundt Antarktis. De vet også at hvor mye is som når havet, avhenger av dynamikken i isstrømmene som frakter is nedover fra kontinentet.
Slik var det i forrige mellomistid, og slik er det fremdeles. Issmelting i Antarktis avhenger av mer enn bare den globale gjennomsnittstemperaturen.
– Hvis de samme mekanismene slår inn, og is smelter samtidig både på den nordlige og den sørlige halvkule, er det en mulighet for at havet vil kunne stige enda mer i de kommende århundrene enn det gjorde i mellomistiden, sier Eirik Vinje Galaasen.
Referanse
Rohling, E.J., Hibbert, F.D., Grant, K.M. et al. Asynchronous Antarctic and Greenland ice-volume contributions to the last interglacial sea-level highstand. Nat Commun 10, 5040 (2019) doi:10.1038/s41467-019-12874-3
Forskningen ble utført under prosjektet THRESHOLDS, finansiert av Norges forskningsråd. Sedimentanalyser ble gjort ved FARLAB ved Institutt for geovitenskap ved Universitetet i Bergen, og Rutgers University.