Stężenie soli w rdzeniach lodowych może ujawnić przepis na zdarzenia D-O

Powszechnie przyjmuje się, że zdarzenia D-O były w przeszłości powiązane z dużymi zmianami zasięgu arktycznego lodu morskiego. Takie zmiany wywołują pozytywne sprzężenie zwrotne w temperaturze Arktyki a dokładne poznanie funkcjonowania tej zależności może być kluczem do prognozowania reakcji lodu arktycznego na zachodzącą zmianę klimatu.

W ramach projektu SEADOG (Sea ice across Dansgaard-Oeschger events in Greenland) dr Rhodes analizuje dane opisujące stężenie soli morskiej i kwasu metanosulfonowego w grenlandzkich rdzeniach lodowych, aby sprawdzić, czy parametry te mogą posłużyć jako proxy (dane pośrednie) zasięgu arktycznego lodu morskiego. Badaczka analizuje dane z czterech rdzeni lodowych pod kątem przestrzennego i czasowego zróżnicowania zdarzeń D-O, a także zgłębia znaczniki osadów aerozoli morskich na lądolodzie Grenlandii z użyciem modelu transportu chemicznego p-TOMCAT.

Dzięki poczynionym odkryciom dr Rhodes zoptymalizowała model p-TOMCAT, tak aby odzwierciedlał obecne osady aerozolu soli na Grenlandii. Prowadzone prace mają określić scenariusze zmian lodu morskiego zgodnie z danymi chemicznymi z rdzeni lodowych na przestrzeni różnych zdarzeń D-O.

Czym są zdarzenia D-O i dlaczego lepsze poznanie ich jest tak ważne?

Zdarzenia D-O to szybkie i nagłe zmiany klimatu na wyższych szerokościach północnych, które miały miejsce podczas ostatniego okresu glacjalnego. Zostały nazwane nazwiskami dwóch sławnych naukowców zajmujących się rdzeniami: Willi Dansgaard (Dania) i Hans Oeschger (Szwajcaria), którzy jako pierwsi rozpoznali te zdarzenia w proporcjach stabilnych izotopów wody (proxy temperatury) w rdzeniach lodowych z Grenlandii.

Jak to możliwe, że nie wiemy więcej o tych zdarzeniach?

Wiemy o nich dosyć sporo. Na przykład z rdzeni grenlandzkich możemy odczytać, że zmiany temperatury w zakresie 5-16,5°C zachodziły na Grenlandii w ciągu kilku wieków. Nadal jednak nie wiemy, co ostatecznie spowodowało te zdarzenia. Kilka teorii sugeruje poważne zmiany w zasięgu arktycznego lodu morskiego, ale w paleoklimatycznych archiwach znajduje się niewiele dowodów na poparcie tej tezy.

Jak podeszła pani do zebrania potrzebnych informacji z rdzeni lodowych?

Korzystam ze stężeń soli morskiej (NaCl) zmierzonych w rdzeniach lodowych z Grenlandii. Stężenie soli morskiej mierzy się stosunkowo prosto, ale trudno interpretuje w kontekście zmiany klimatycznej czy środowiskowej, ponieważ wiele innych czynników może oddziaływać na sygnał ostatecznie zachowany w rdzeniach lodowych. W szczególności wpływ na ten sygnał miały zmiany w meteorologii, takie jak te dotyczące systemów pogodowych przenoszących aerozol soli morskiej przez atmosferę do miejsca pobrania rdzenia.

Korzystam z modelu chemicznego transportu atmosferycznego, zwanego p-TOMCAT w celu zbadania, na ile sygnały soli morskiej w rdzeniach pozostają pod wpływem zasięgu lodu morskiego a na ile meteorologii. Pomoże to odpowiedzieć na pytanie, czy nagłe zmiany stężenia soli morskiej w czasie zdarzeń D-O można wiązać ze stanem arktycznego lodu morskiego.

Co może nam pani powiedzieć na temat swoich najważniejszych dotychczasowych wniosków?

Na początku pracy skupiłam się na poznaniu procesów sterujących obecnie sygnałem soli morskiej w grenlandzkim rdzeniu lodowym. Zmodyfikowałam model p-TOMCAT, aby obliczyć stężenia soli morskiej w osadzie śnieżnym i model wspaniale sobie radzi z replikowaniem zarówno samych stężeń, jak i sezonowości danych dotyczących soli morskiej zachowanych w rdzeniach. Wyniki wskazują, że meteorologia jest dominującym czynnikiem wpływającym na sygnały soli morskiej w rdzeniu lodowym w skali międzyletniej, ale stan lodu morskiego także zaznacza swoje oddziaływanie. Testuję teraz, jak wielka musiałaby być zmiana w powierzchni lodu morskiego, aby przeważyć nad meteorologią i stać się czynnikiem dominującym.

Jak te ustalenia mogą pomóc w przewidywaniu kształtowania się pokrywy arktycznego lodu morskiego w przyszłości?

Prace te pomogą zrozumieć czy/na ile dane o stężeniach soli morskiej w grenlandzkich rdzeniach lodowych mogą posłużyć za proxy zasięgu arktycznego lodu morskiego. Pozytywny wynik pozwoliłby rozdzielić wpływ lodu morskiego i meteorologii na zmianę stężenia soli morskiej i wykorzystywać dane o jej stężeniu jako wiarygodne proxy lodu morskiego. Rekonstrukcja zmian arktycznego lodu morskiego podczas nagłych zdarzeń D-O jest ważna, ponieważ ostatecznie pozwoli nam zrozumieć, jak arktyczny lód morski reaguje na nagłą zmianę klimatu, taką jak ta, której jesteśmy właśnie świadkami.

Co jeszcze zamierza pani osiągnąć przed zakończeniem prac nad projektem w przyszłym roku?

Teraz, kiedy procesy decydujące o sygnałach soli morskiej zostały dobrze poznane dla dzisiejszych warunków panujących w Arktyce, dostosowuję ten model, aby przeprowadzić testy z użyciem warunków meteorologicznych i lodu morskiego typowych dla ostatniego okresu glacjalnego, w którym miały miejsce zdarzenia D-O. Interesujące będzie sprawdzenie, jak symulowane sygnały soli morskiej reagują na potężne zmiany w klimacie i lodzie morskim, jakie zachodziły podczas zdarzeń D-O.


SEADOG
Dofinansowanie z budżetu H2020-MSCA-IF
strona projektu w serwisie CORDIS