Mer is og kaldere hav etter særegen endring

For 15 millioner år siden opplevde jorden høye temperaturer og en global drivhuseffekt lignende den vi kan vente oss i framtiden. Men så begynte klimaet å nedkjøles. Temperaturen i havet rundt Antarktis gikk ned.

Likevel har tidligere forskning antydet at isdekket på det enorme landområdet rundt Sydpolen begynte å bre seg først flere hundre tusen år senere.

Nå har forskere i Bergen og Mainz i Tyskland sammen gjort nye funn som nå er publisert i Nature Geosience. Deres funn rokker ved denne etablerte teorien, og viser en samtidig nedkjøling av havet med utbredelsen av isen.

Og det setter på ny en annen årsak til klimaendringer i fokus: Nedgang i CO₂-konsentrasjonen i atmosfæren, som også hører til klimaskiftet i den historiske perioden med navn Miocen.

– Studien viser at havtemperaturene begynte å avkjøles samtidig som det antarktiske isdekket begynte å utvide seg. Dette utfordrer tidligere teorier om at Sørishavet ble nedkjølt flere hundre tusen år før isdekket. Nedgang i CO₂-konsentrasjon i atmosfæren har trolig ført både til nedkjøling av havet og utvidelse av isdekket, mener Thomas Leutert, førsteforfatter i studien.

Leutert er i dag postdoktor ved Max Planck institutt for kjemi i Tyskland. Studien er en del av hans doktorgradsavhandling ved UiB og Bjerknessenteret, som han forsvarte ved Universitetet i Bergen i januar i år.

To uavhengige metoder

I den nye studien har forskerne ved Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret for klimaforskning, sammen med forskere ved Max Planck Institut i Tyskland, brukt to forskjellige metoder for å rekonstruere fortidens havtemperaturer.

– Men det er svært utfordrende å fastslå havtemperaturer såpass langt tilbake i tid, for mange millioner år siden, sier Thomas Leutert.

I studien som nå er publisert, har Leutert og medforfatterne kombinert to uavhengige metoder for å gjenskape havtemperatur.

De to teknikkene har ulik type av usikkerhet og vil derfor ikke nødvendigvis gi sammenfallende estimat for fortidens havtemperaturer, selv ved analysemateriale fra samme sedimentkjerner.

– Om man derimot får sammenfallende resultat, øker troverdigheten til temperaturgjenskapingen. Og her fikk vi svært sammenfallende resultat gjennom begge metoder. Dette studiet viser et helt annet bilde enn tidligere data, påpeker Leutert sammen med sin veileder i doktorgradsarbeidet, Nele Meckler.

Nele Meckler er førsteamanuensis ved Institutt for geovitenskap og forskningsleder ved Bjerknessenteret. Hun har de siste årene bygd opp en ny metode og et spesialisert laboratorium for å analysere kjemiske sammensetninger i bittesmå fossiler, som kan fortelle om hvilke temperaturer havvannet hadde da mikroorganismene levde i vannsøylen.

Støtter teori om CO₂-følsomme polområder

I Tyskland, på Max Planck instituttet, har Meckler og Leuterts kollegaer på sin side benyttet en annen metode for å gjenskape tidligere tiders havtemperaturer, ved å undersøke komposisjonen av molekyler som stammer fra bløtvev av andre mikroorganismer.

Det er kombinasjonen av disse analysene som rokker ved tidligere funn.

Mens tidligere rekonstruerte data har pekt på stor avstand i tid mellom nedkjøling av havet og utbredelsen av isen på Antarktis, kommer forskerne nå fram til en samtidig nedkjøling. Og dette resultatet peker samtidig framover.

Kan forskerne forstå prosessene i klimasystemet i de naturlige overganger mellom varme og kalde perioder, kan de også få en bedre forståelse av hvordan klimasystemet kan reagere i framtiden når vi venter et skifte til et varmere klima.

Samspillet mellom CO₂ i atmosfæren, havtemperaturer i Sørishavet og isdekket i Antarktis, som denne studien viser, støtter tolkningen om at klima i polområdene er svært følsomme for endringer i CO₂-konsentrasjoner i atmosfæren.