Subytlig oceanuppvärmning på millennial- till orbital skala och polynya‑bildning utanför Dronning Maud Land under senaste glaciala perioden

Varför dold värme under antarktisk is spelar roll

När vi föreställer oss senaste istiden ser vi ofta en frusen, oföränderlig värld. Men under havsisen vid Antarktis var havet allt annat än stilla. Denna studie undersöker djupt under ytan i Weddellhavet, utanför Dronning Maud Land i Östantarktis, och visar att pulser av relativt varmt vatten upprepade gånger steg mot ytan och öppnade stora områden isfritt vatten – så kallade polynjor. Dessa dolda värmeutsläpp smälte inte bort isen; de kan istället ha bidragit till att den växte. Att förstå hur detta forntida samspel mellan hav, is och atmosfär fungerade är avgörande för att förutsäga hur dagens varmare hav kan omforma Antarktis och de globala havsnivåerna.

En unik oceanisk tidskapsel på havsbotten

Forskarna återfann ett långt sedimentprov från Bungenstock‑platån, en undervattensrygg i östra Weddellhavet, cirka 70 kilometer norr om dagens antarktiska kontinentalsockel. I detta prov byggdes lera och små skal från drivande mikroorganismer kallade foraminiferer (specifikt Neogloboquadrina pachyderma) i nästan obruten följd mellan 75 000 och 20 000 år sedan, vilket täcker stora delar av senaste istid. Dessa skal bevarar subtila kemiska fingeravtryck av det vatten där de växte. Genom att mäta flera oberoende signaler i skalen — syre‑ och kolisotoper, magnesium‑till‑kalcium‑kvoter och sällsynta ”klumpade” isotoper — rekonstruerade teamet förändringar i subytlig temperatur, salthalt och näringstillstånd i de övre 50–150 meterna av havet över tiotusentals år.

Varmt vatten som lurar under en kall yta

I dag är den övre delen av Södra oceanen lagerbildad: ett mycket kallt, relativt färskt ytvatten vilar ovanpå en saltare, något varmare massa av så kallat Warm Deep Water. Densitetsskillnaden mellan dessa skikt håller det varma vattnet på djupet och hjälper till att skydda kustnära issocklar från smältning. Sedimentprovet visar att denna balans under senaste glaciala perioden upprepade gånger försköts. Proxierna visar episoder då temperaturer 50–150 meter under ytan steg med ungefär 1–2 °C samtidigt som antarktiska lufttemperaturer sjönk. Dessa varma perioder i subytan sammanföll också med saltare och mer näringsrika förhållanden, vilket tyder på att den djupare varma vattenmassan rörde sig uppåt till grundare nivåer där foraminifererna levde.

Forntida polynjor som öppnade sig i ett fruset hav

Under de kallaste delarna av senaste istid — särskilt omkring 72–63, 58–55, 52–48, 43–40 och 38–20 tusen år sedan — pekar bevisen på att det varma djupvattnet steg som närmast ytan. Författarna menar att denna vertikala omfördelning av värme och salt upprepade gånger försvagade densitetslagringen och gynnade bildandet av öppet vatten (polynjor) utanför Dronning Maud Land, även om havsisen var utbredd och tjock på andra håll. I dessa polynjor kunde inte havsisen lätt bildas eller bestå eftersom värme strömmade upp från djupet och släpptes till atmosfären. Oberoende spår stöder denna bild: andra sedimentprover i regionen visar ovanligt hög produktivitet och god bevarad skal under glacial tid, och fossil från snöpetrellkolonier på land visar att öppet vatten måste ha funnits inom deras begränsade jaktområde trots den utbredda havsisen.

Vindar, is och avlägsna oceaner som medaktörer

Studien knyter dessa återkommande polynjor till ett nätverk av samverkande krafter över olika tidsskalor. På orbitalskala, cirka 41 000 år, förändrade jordens lutning kontrasten mellan låg‑ och höglatitudklimat. Perioder med liten lutning förstärkte temperaturskillnaden mellan tropiker och poler, vilket gynnade starkare västliga vindar och ökad leverans av varmt djupvatten in i Weddellgyret. Samtidigt hjälpte omfattande glacial havsis och starka nedåtgående (katabatiska) vindar från en större antarktisk ismassa till att fånga värme på djupet tills det övre oceanvattnet blev tillräckligt instabilt för att omsättas. På kortare, millennieskala tenderade subytliga uppvärmningar i Södra oceanen att inträffa när Atlantens meridionala omsättningscirkulation — en nyckelkomponent i den globala havscirkulationen — var stark. Detta antyder en gungbrädeliknande koppling mellan klimatförskjutningar i Nordatlanten och Södra oceanen.

Vad detta betyder för istider och vår framtid

Författarna drar slutsatsen att en återkommande ”Glacial Dronning Maud Land Polynya” var ett normalt inslag under senaste istid, sannolikt lika stor som den stora Weddell‑polynjan som observerades på 1970‑talet, men verksamt över tusentals år snarare än bara några år. Genom att ventilera värme från havet till atmosfären under kalla perioder kan dessa polynjor ha ökat nederbörden över Antarktis och förtjockat ismassan vid kontinentkanten, samtidigt som de rörde om i djuphaven och potentiellt påverkade global cirkulation och kol-lagring. Även om moderna polynjor som syns i satellitbilder formas av andra bakgrundsförhållanden, visar de att denna region förblir mycket känslig för små förändringar i vind, havsis och oceanstruktur. Det förflutna erbjuder därmed en varning: förändringar i dold subytlig värme runt Antarktis kan snabbt omorganisera is–ocean‑systemet, med följder som kan eka över hela världen.

Citering: Pinho, T.M.L., Nürnberg, D., Nele Meckler, A. et al. Millennial-to-orbital-scale subsurface ocean warming and Polynya formation off Dronning Maud Land during the last glacial. Nat Commun 17, 2440 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70498-w

Nyckelord: Antarktiska polynjor, Södra oceanens cirkulation, subytlig oceanuppvärmning, senaste glaciala perioden, Dronning Maud Land