Wat waren de wereldwijde effecten van ijs dat zoveel van onze planeet bedekt?

De Laatste ijstijd (LGM) verwijst naar de meest recente periode in de geschiedenis van de aarde toen de gletsjers het dikst waren en de zeespiegel het laagst, ongeveer tussen 24.000 en 18.000 kalender jaren geleden (cal bp). Tijdens de LGM bedekten continentale ijskappen Europa en Noord-Amerika op grote breedtegraden, en de zeespiegel was tussen de 120 en 135 meter lager dan nu. Op het hoogtepunt van het Laatste ijstijdmaximum waren heel Antarctica, grote delen van Europa, Noord-Amerika en Zuid-Amerika en kleine delen van Azië bedekt met een steile, koepelvormige en dikke ijslaag.

Last Glacial Maximum: Key Takeaways

Het overweldigende bewijs van dit lang vervlogen proces is te zien in sedimenten die zijn neergelegd door zeespiegelveranderingen over de hele wereld, in koraalriffen en estuaria en oceanen; en in de uitgestrekte Noord-Amerikaanse vlakten, landschappen die door duizenden jaren van ijzige beweging plat zijn geschraapt.

In de aanloop naar de LGM tussen 29.000 en 21.000 cal bp, zag onze planeet constante of langzaam stijgende ijsvolumes, met de zeespiegel het laagste niveau bereikte (ongeveer 450 voet onder de huidige norm) toen er ongeveer 52x10 (6) kubieke kilometer meer gletsjerijs was dan er is vandaag.

Onderzoekers zijn geïnteresseerd in het Last Glacial Maximum omdat het gebeurde: het was het meest recente de klimaatverandering wereldwijd beïnvloeden, en het gebeurde en had tot op zekere hoogte invloed op de snelheid en het traject van de kolonisatie van de Amerikaanse continenten. De kenmerken van de LGM die geleerden gebruiken om de impact van zo'n grote verandering te helpen identificeren, zijn onder meer schommelingen in effectieve zeespiegel, en de afname en daaropvolgende stijging van koolstof als delen per miljoen in onze atmosfeer daarbij periode.

Beide kenmerken zijn vergelijkbaar - maar tegengesteld aan - de uitdagingen op het gebied van klimaatverandering waarmee we vandaag worden geconfronteerd: tijdens de LGM zijn zowel de zeespiegel als het percentage koolstof in onze atmosfeer waren aanzienlijk lager dan wat we vandaag zien. We weten nog niet de volledige impact van wat dat betekent voor onze planeet, maar de effecten zijn op dit moment onmiskenbaar. Onderstaande tabel toont de veranderingen in effectief zeeniveau in de afgelopen 35.000 jaar (Lambeck en collega's) en delen per miljoen atmosferische koolstof (katoen en collega's).

• Jaren BP, zeespiegelverschil, PPM atmosferische koolstof
• 2018, +25 centimeter, 408 ppm
• 1950, 0, 300 ppm
• 1.000 BP, -.21 meter + -. 07, 280 ppm
• 5.000 BP, -2,38 m +/-. 07, 270 ppm
• 10.000 BP, -40,81 m +/- 1,51, 255 ppm
• 15.000 BP, -97,82 m +/- 3,24, 210 ppm
• 20.000 BP, -135,35 m +/- 2,02,> 190 ppm
• 25.000 BP, -131,12 m +/- 1,3
• 30.000 BP, -105,48 m +/- 3,6
• 35.000 BP, -73,41 m +/- 5,55

De belangrijkste oorzaak van de daling van de zeespiegel tijdens de ijstijden was de verplaatsing van water uit de oceanen naar ijs en de dynamische reactie van de planeet op het enorme gewicht van al dat ijs bovenop onze continenten. In Noord-Amerika tijdens de LGM waren heel Canada, de zuidkust van Alaska en de bovenste 1/4 van de Verenigde Staten bedekt met ijs dat zich uitstrekte tot in het zuiden tot in de staten Iowa en West Virginia. Glaciaal ijs bedekte ook de westkust van Zuid-Amerika en in de Andes die zich uitstrekte tot Chili en het grootste deel van Patagonië. In Europa strekte het ijs zich uit tot in het zuiden van Duitsland en Polen; in Azië bereikten ijskappen Tibet. Hoewel ze geen ijs zagen, waren Australië, Nieuw-Zeeland en Tasmanië één landmassa; en bergen over de hele wereld bevatten gletsjers.

De late Pleistoceen periode kende een zaagtand-achtige cyclus tussen koele ijstijd en warme interglaciale periodes wanneer de wereldwijde temperaturen en atmosferische CO² fluctueerde tot 80-100 ppm overeenkomend met temperatuurschommelingen van 3-4 graden Celsius (5.4-7.2 graden Fahrenheit): toename van atmosferische CO² voorafgegaan aan afname van de wereldwijde ijsmassa. De oceaan slaat koolstof op (genaamd koolstofvastlegging) wanneer het ijs laag is, en dus wordt de netto-instroom van koolstof in onze atmosfeer, die meestal wordt veroorzaakt door koeling, opgeslagen in onze oceanen. Een lagere zeespiegel verhoogt echter ook het zoutgehalte en dat en andere fysieke veranderingen op grote schaal oceaanstromingen en zee-ijsvelden dragen ook bij aan koolstofvastlegging.

Het volgende is het nieuwste inzicht in het proces van voortgang van de klimaatverandering tijdens de LGM van Lambeck et al.

• 35.000-31.000 cal BP—Daling van de zeespiegel (overgang uit Ålesund Interstadial)
• 31.000-30.000 cal BP—Snelle val van 25 meter, met snelle ijsgroei vooral in Scandinavië
• 29.000–21.000 cal BP—Constante of langzaam groeiende ijsvolumes, oostelijke en zuidelijke uitzetting van de Scandinavische ijskap en de zuidelijke uitzetting van de Laurentide-ijskap, het laagst op 21
• 21.000-20.000 cal BP—Opstand van vernedering,
• 20,000–18,000cal BP- kortstondige zeespiegelstijging van 10-15 meter
• 18.000–16.500 cal BP- in de buurt van een constant zeeniveau
• 16.500–14.000 cal BP—Grote fase van afbraak, effectieve zeespiegelverandering ongeveer 120 meter met een gemiddelde van 12 meter per 1000 jaar
• 14.500-14.000 cal BP- (Bølling- Allerød warme periode), hoge zeespiegelstijging, gemiddelde zeespiegelstijging 40 mm per jaar
• 14.000-12.500 cal BP—Zeespiegel stijgt ~ 20 meter in 1500 jaar
• 12.500-11.500 cal BP- (Jongere Dryas), een veel lagere zeespiegelstijging
• 11.400-8.200 cal BP-Nagenoeg uniforme wereldwijde stijging, ongeveer 15 m / 1000 jaar
• 8.200-6.700 cal BP—Verlaging van de zeespiegelstijging, in overeenstemming met de laatste fase van Noord-Amerikaanse afbraak op 7ka
• 6.700 cal BP – 1950—Progressieve daling van de zeespiegelstijging
• 1950-heden—Eerste stijging van de zeestijging in 8.000 jaar

Tegen het einde van de jaren 1890 begon de industriële revolutie genoeg koolstof in de atmosfeer te werpen om het wereldklimaat te beïnvloeden en de veranderingen te starten die momenteel gaande zijn. Tegen de jaren vijftig begonnen wetenschappers zoals Hans Suess en Charles David Keeling de inherente gevaren van door de mens toegevoegde koolstof in de atmosfeer te herkennen. Het wereldgemiddelde zeeniveau (GMSL), volgens de Bureau voor milieubescherming, is sinds 1880 bijna 10 centimeter gestegen en lijkt door alle maatregelen te versnellen.

De meeste vroege metingen van de huidige zeespiegelstijging zijn gebaseerd op veranderingen in de getijden op lokaal niveau. Meer recente gegevens zijn afkomstig van satellietaltimetrie die de open oceanen bemonstert, wat nauwkeurige kwantitatieve verklaringen mogelijk maakt. Die meting begon in 1993, en het record van 25 jaar geeft aan dat de gemiddelde zeespiegel wereldwijd is gestegen een snelheid van tussen 3 +/- 4 millimeter per jaar, of een totaal van bijna 3 inch (of 7,5 cm) sinds het begin van de registratie. Steeds meer onderzoeken geven aan dat, tenzij de koolstofemissies worden verlaagd, een bijkomende verhoging van 0,65 tot 1,30 m tegen 2100 waarschijnlijk is.

Gebieden die al door de zeespiegelstijging zijn getroffen, zijn onder meer de Amerikaanse oostkust, waar de zeespiegel tussen 2011 en 2015 is gestegen tot 13 cm. Myrtle strand in South Carolina kende in november 2018 hoge getijden die hun straten overspoelden. In de Florida Everglades (Dessu en collega's 2018) is de zeespiegelstijging tussen 2001 en 2015 gemeten op 5 inch (13 cm). Een extra impact is een toename van zoutpieken die de vegetatie veranderen, als gevolg van een toename van de instroom tijdens het droge seizoen. Qu en collega's (2019) bestudeerden 25 getijdenstations in China, Japan en Vietnam en uit getijdengegevens blijkt dat de zeespiegelstijging 1993–2016 3,2 mm per jaar (of 3 inch) bedroeg.

Er zijn over de hele wereld langetermijngegevens verzameld, en naar schatting zijn die tegen 2100 3 tot 6 voet (1-2) meter) stijging van de gemiddelde mondiale zeespiegel is mogelijk, vergezeld van een totaal van 1,5-2 graden Celsius in totaal opwarming. Enkele van de meest direkte suggereren dat een stijging van 4,5 graden niet onmogelijk is als de CO2-uitstoot niet wordt verminderd.

Volgens de meest actuele theorieën heeft de LGM de voortgang van de menselijke kolonisatie van de Amerikaanse continenten beïnvloed. Tijdens de LGM werd de toegang tot Amerika geblokkeerd door ijskappen: veel geleerden geloven nu dat de kolonisten begonnen Amerika binnen te dringen in wat Beringia was, misschien al in 30.000 jaar geleden.

Volgens genetische studies waren mensen gestrand op de Bering Land Bridge tijdens de LGM tussen 18.000 en 24.000 cal BP, gevangen door het ijs op het eiland voordat ze werden bevrijd door het terugtrekkende ijs.

• _{Bourgeon L, Burke A en Higham T. 2017. Vroegste menselijke aanwezigheid in Noord-Amerika, gedateerd tot het laatste ijstijdmaximum: nieuwe radiokoolstofdata uit Bluefish Caves, Canada.PLOS EEN 12 (1): e0169486.}
• _{Buchanan PJ, Matear RJ, Lenton A, Phipps SJ, Chase Z en Etheridge DM. 2016. Thij simuleerde het klimaat van het laatste ijstijdmaximum en inzichten in de mondiale mariene koolstofcyclus. Klimaat van het verleden 12(12):2271-2295.}
• _{Cotton JM, Cerling TE, Hoppe KA, Mosier TM en Still CJ. 2016. Klimaat, CO2 en de geschiedenis van Noord-Amerikaanse grassen sinds het laatste ijstijdmaximum.Wetenschappelijke vooruitgang 2 (e1501346).}
• Dessu, Shimelis B., et al. "Effecten van zeespiegelstijging en zoetwaterbeheer op langetermijnwaterstanden en waterkwaliteit in de Florida Coastal Everglades." Journal of Environmental Management 211 (2018): 164–76. Afdrukken.
• _{Lambeck K, Rouby H, Purcell A, Sun Y en Sambridge M. 2014. Zeeniveau en wereldwijde ijsvolumes van het laatste ijstijdmaximum tot het holoceen.Proceedings van de National Academy of Sciences 111(43):15296-15303.}
• _{Lindgren A, Hugelius G, Kuhry P, Christensen TR en Vandenberghe J. 2016. Op GIS gebaseerde kaarten en gebiedsschattingen van de permafrostomvang op het noordelijk halfrond tijdens het laatste ijstijdmaximum.Permafrost en periglaciale processen 27(1):6-16.}
• _{Moreno PI, Denton GH, Moreno H, Lowell TV, Putnam AE en Kaplan MR. 2015. Radiocarbon-chronologie van het laatste ijstijdmaximum en de beëindiging ervan in het noordwesten van Patagonië.Kwartairwetenschappelijke beoordelingen 122:233-249.}
• Nerem, R. S., et al. "Door klimaatverandering aangedreven versnelde zeespiegelstijging gedetecteerd in het hoogtetijdperk." Proceedings van de National Academy of Sciences 115.9 (2018): 2022–25. Afdrukken.
• Qu, Ying, et al. "Kustzeeniveau stijgt rond de Chinese zeeën." Wereldwijde en planetaire verandering 172 (2019): 454–63. Afdrukken.
• Slangen, Aimée B. A., et al. "Evaluatie van modelsimulaties van zeespiegelstijging in de twintigste eeuw. Deel I: Global Mean Sea Level Change." Journal of Climate 30.21 (2017): 8539–63. Afdrukken.
• _{Willerslev E, Davison J, Moora M, Zobel M, Coissac E, Edwards ME, Lorenzen ED, Vestergard M, Gussarova G, Haile J et al. 2014. Vijftigduizend jaar arctische vegetatie en megafaunale voeding.Natuur 506(7486):47-51.}