Changes in Earth's orbit are known to influence climate shifts from cold glacials to warm interglacials. How the vast West Antarctic ice sheet responds to these fluctuations is uncertain but, because its collapse could raise sea levels by about 5 metres, of great interest. Naish et al. have analysed the AND-1B ocean sediment core, extracted from beneath the Ross Ice Shelf as part of the ANDRILL drilling project, and find evidence that the ice sheet collapsed periodically during the early Pliocene (3-5 million years ago), when atmospheric CO2 levels were similar to, or slightly higher than today's. The pattern of collapse suggests an influence of approximately 40,000-year cycles in the tilt of Earth's rotational axis (obliquity). Also in this issue of Nature, in a numerical modelling study focused on the past 5 million years in Antarctica, David Pollard and Robert DeConto combine ice sheet (land-supported) and ice shelf (water-supported) modelling approaches to simulate the movement of the grounding line — the border between land and sea ice. Their results show that over the past 5 million years, the West Antarctic ice sheet transitioned between full, intermediate, and collapsed states in just a few thousand years. This means that the ice sheet is likely to disintegrate if ocean temperatures in the area rise by 5 C. The response of the vast West Antarctic Ice Sheet (WAIS) to climate shifts due to changes in Earth's orbit is uncertain, but there is potential for several metres of sea level change. Naish and co-authors extracted a sediment core from beneath the Ross Ice Shelf and found evidence that the WAIS periodically collapsed during the early Pliocene (3-5 million years ago); and the pattern of collapse suggests an influence of ∼40,000-year cycles in the tilt of Earth's rotational axis. Thirty years after oxygen isotope records from microfossils deposited in ocean sediments confirmed the hypothesis that variations in the Earth’s orbital geometry control the ice ages1, fundamental questions remain over the response of the Antarctic ice sheets to orbital cycles2. Furthermore, an understanding of the behaviour of the marine-based West Antarctic ice sheet (WAIS) during the ‘warmer-than-present’ early-Pliocene epoch (∼5–3 Myr ago) is needed to better constrain the possible range of ice-sheet behaviour in the context of future global warming3. Here we present a marine glacial record from the upper 600 m of the AND-1B sediment core recovered from beneath the northwest part of the Ross ice shelf by the ANDRILL programme and demonstrate well-dated, ∼40-kyr cyclic variations in ice-sheet extent linked to cycles in insolation influenced by changes in the Earth’s axial tilt (obliquity) during the Pliocene. Our data provide direct evidence for orbitally induced oscillations in the WAIS, which periodically collapsed, resulting in a switch from grounded ice, or ice shelves, to open waters in the Ross embayment when planetary temperatures were up to ∼3 °C warmer than today4 and atmospheric CO2 concentration was as high as ∼400 p.p.m.v. (refs 5, 6). The evidence is consistent with a new ice-sheet/ice-shelf model7 that simulates fluctuations in Antarctic ice volume of up to +7 m in equivalent sea level associated with the loss of the WAIS and up to +3 m in equivalent sea level from the East Antarctic ice sheet, in response to ocean-induced melting paced by obliquity. During interglacial times, diatomaceous sediments indicate high surface-water productivity, minimal summer sea ice and air temperatures above freezing, suggesting an additional influence of surface melt8 under conditions of elevated CO2.

White coral communities consist of scleractinian corals that thrive in the ocean’s bathyal depths (~ 200–4000 m). In the Atlantic Ocean, white corals are known to form complex, three-dimensional structures on the seabed that attract vast amounts of other organisms, accumulate suspended detritus, and influence the local hydrodynamic flow field. These attributes coincide with what we generally describe as a coral reef. With time, environmental change causes decline of the framework-constructing corals; this is followed by erosion of the reef sequence or its draping with noncoral-related deposits. After several such sequences, the structures are known as coral carbonate mounds, which can grow as high as 350 m. Both bathyal white coral reefs and mounds are widely distributed in the Atlantic Ocean and adjacent marginal seas, such as the Gulf of Mexico. The Mediterranean Sea, however, known for its richness of fossil white coral communities exposed in land outcrops, harbors very few extant coral communities. The HERMES project extended its study sites deep into the Mediterranean with state-of-the-art mapping and visualization technology. By doing so, many previously unknown coral sites were discovered during inspections of Mediterranean narrow shelves, canyon walls, escarpments, and seamounts by remotely operated vehicles. Such shelf and continental margin settings are characteristic of the dynamic margins of the Mediterranean Sea and contrast significantly with the much broader shelves of the Atlantic Ocean. This paper reports on a HERMES cruise that was dedicated to exploring these rough submarine topographies in search of white coral communities in the central Mediterranean, and re-evaluates the general perception of the assumed paucity of white corals in this sea.

Geological records from the Antarctic margin offer direct evidence of environmental variability at high southern latitudes and provide insight regarding ice sheet sensitivity to past climate change. The early to mid-Miocene (23-14 Mya) is a compelling interval to study as global temperatures and atmospheric CO2 concentrations were similar to those projected for coming centuries. Importantly, this time interval includes the Miocene Climatic Optimum, a period of global warmth during which average surface temperatures were 3-4 °C higher than today. Miocene sediments in the ANDRILL-2A drill core from the Western Ross Sea, Antarctica, indicate that the Antarctic ice sheet (AIS) was highly variable through this key time interval. A multiproxy dataset derived from the core identifies four distinct environmental motifs based on changes in sedimentary facies, fossil assemblages, geochemistry, and paleotemperature. Four major disconformities in the drill core coincide with regional seismic discontinuities and reflect transient expansion of grounded ice across the Ross Sea. They correlate with major positive shifts in benthic oxygen isotope records and generally coincide with intervals when atmospheric CO2 concentrations were at or below preindustrial levels (∼280 ppm). Five intervals reflect ice sheet minima and air temperatures warm enough for substantial ice mass loss during episodes of high (∼500 ppm) atmospheric CO2 These new drill core data and associated ice sheet modeling experiments indicate that polar climate and the AIS were highly sensitive to relatively small changes in atmospheric CO2 during the early to mid-Miocene.

Massive salt accumulations, or salt giants, have formed in highly restricted marine basins throughout geological history, but their impact on biodiversity has been only patchily studied. The salt giant in the Mediterranean Sea formed as a result of the restriction of its gateway to the Atlantic during the Messinian Salinity Crisis (MSC) 5.97 to 5.33 million years ago. Here, we quantify the biodiversity changes associated with the MSC based on a compilation of the Mediterranean fossil record. We conclude that 86 endemic species of the 2006 pre-MSC marine species survived the crisis, and that the present eastward-decreasing richness gradient in the Mediterranean was established after the MSC.

Abstract Understanding deep-time marine biodiversity change under the combined effects of climate and connectivity changes is fundamental for predicting the impacts of modern climate change in semi-enclosed seas. We quantify the Late Miocene–Early Pliocene (11.63–3.6 Ma) taxonomic diversity of the Mediterranean Sea for calcareous nannoplankton, dinocysts, foraminifera, ostracods, corals, molluscs, bryozoans, echinoids, fishes, and marine mammals. During this time, marine biota was affected by global climate cooling and the restriction of the Mediterranean’s connection to the Atlantic Ocean that peaked with the Messinian Salinity Crisis. Although the net change in species richness from the Tortonian to the Zanclean varies by group, species turnover is greater than 30% in all cases. The results show clear perturbation already in the pre-evaporitic Messinian (7.25–5.97 Ma), with patterns differing among groups and sub-basins.

ABSTRACT Aim The exploration of submarine canyons offshore southwestern Australia using remotely operated vehicles (ROV) has documented the occurrence of cold‐water coral (CWC) ecosystems, predominantly along the heads and slopes of the canyons. Representing the first major ROV investigation in this region, information on CWC distribution in this area is still limited. Here we apply a habitat suitability model (HSM) to identify the potential distribution of scleractinian CWC habitats in these submarine canyon systems. We show that the integration of environmental and geomorphological variables allows the HSM to identify key conditions favourable for the occurrence of scleractinian CWC in this region. Location Southwestern Australian submarine canyons: Bremer canyon system (BCS), Mount Gabi seamount and Leeuwin Canyon and Perth Canyon. Taxon Cold‐water corals in the Order Scleractinia. Methods High‐resolution maximum entropy model (Maxent) was developed using remote sensing variables and geomorphological indices derived from bathymetry. Scleractinian CWC occurrences were obtained from videos acquired by ROV onboard RV Falkor during the Schmidt Ocean Institute cruise FK200126. The model identified portions of the seafloor most suitable for scleractinian CWC habitat in the SW Australian submarine canyons. Results Modelling predicted over 27.2 km 2 of suitable habitat for scleractinian CWC (suitability index > 0.6), representing only ~0.254% of the total surface area of the submarine canyon systems explored. Dissolved oxygen resulted as the most relevant factor, followed by terrain ruggedness, slope and bottom temperature, confirming their importance for CWC distribution. The most suitable locations were in canyon heads, slopes and geomorphological features emerging from the bottom along the continental shelf. Main Conclusion Our integrated approach identified potential scleractinian habitats using a combination of remote sensing and geomorphological data. The high performance of the model suggests that remote sensing data are valuable predictors to estimate scleractinian CWC distribution. The results of our modelling approach not only contribute to increasing the knowledge of the distribution of these ecologically relevant ecosystems in the poorly explored SW Australia submarine canyons but also of the key parameters limiting their distribution. Such information is crucial for establishing and implementing targeted conservation actions and effective natural resource management plans.

The Mediterranean Sea houses a rather diverse chiton fauna (Mollusca: Polyplacophora). Four are here described as new, all based upon loose valves recovered from biogenic sediments: Leptochiton freiwaldi sp. nov., Hanleya schwabei sp. nov., “Ischnochiton” luquei sp. nov., Acanthochitona barbarae sp. nov. The updated Mediterranean Sea chiton fauna comprehends as many as 47 species, distributed in the families Leptochitonidae (15 species), Hanleyidae (3 species), Ischnochitonidae (7 species), Callistoplacidae (1 species), Chaetopleuridae (1 species), Callochitonidae (3 species), Chitonidae (5 species), Lepidochitonidae (6 species), Tonicellidae (1 species), Acanthochitonidae (5 species). Seven taxa are only known from loose valves: Leptochiton antondohrni, L. freiwaldi sp. nov., Hanleya schwabei sp. nov., “Ischnochiton” luquei sp. nov., Lepidochitona marcoi, Boreochiton ruber and Acanthochitona barbarae sp. nov. Similarly to other deep-sea mollusks described from the Mediterranean basin, some of them could possibly belong to last glacial Pleistocene submerged assemblages. On the contrary, Hanleya schwabei sp. nov. and Acanthochitona barbarae sp. nov. occur also at shallower depths, and are assigned to the modern Mediterranean fauna. The presence of the Atlantic taxon Chaetopleura angulata could be an accidental introduction into the Mediterranean. The species Tegulaplax hululensis, considered a Lessepsian immigrant, is a potentially forerunner of a more massive introduction of tropical Polyplacophora via the Red Sea. This study set a baseline for a better understanding of the evolutionary and biogeographic patterns of the Mediterranean Polyplacophora.