Florida koraller fortæller om kuldeperioder og støvskåle forbi, forudsige vejret på vej

Forskere, der søger en oceanisk pendant til træringene, der dokumenterer tidligere vejrmønstre på land, har fundet en i det subtropiske vand i Dry Tortugas National Park nær Florida Keys, hvor langlivede kampestenskoraller indeholder de kemiske signaler fra tidligere vandtemperaturer. Ved at analysere koralprøver, USGS-forskere og deres kolleger har fundet beviser for, at en vigtig 60- til 85-årig cyklus af havopvarmning og -afkøling har fundet sted i regionen så langt tilbage som i 1730'erne.

Cyklus kaldet Atlantic Multidecadal Oscillation, eller AMO, er forbundet med nedbør over det meste af USA, Midtvestlige tørker, orkan intensivering og landfældninger, og overførsel af havvarme fra det tropiske Caribiske Hav til Nordatlanten ved hjælp af Golfstrømmen. Det interagerer med igangværende klimaændringer på dårligt forståede måder, og det er meget svært at få øje på i optegnelser fra før det 20. århundrede.

"AMO har en enorm indflydelse på menneskelige befolkninger og økonomien, hovedsageligt gennem sin indflydelse på nedbørsmønstre, " sagde geokemiker Jennifer Flannery fra USGS Coastal and Marine Science Center i St. Petersborg, Florida, der ledede undersøgelsen. "Klimatologer formoder, at AMO er en naturlig klimacyklus, der har eksisteret i mere end 1, 000 år. Men indtil for nylig kom det meste af beviserne fra skibe til søs, og gik kun 150 år tilbage eller deromkring.

"Den rekord, vi opnåede fra Dry Tortugas-koralkernerne, fanger adskillige komplette AMO-cyklusser, der strækker sig 278 år tilbage. Det giver klimamodellere en masse nye beviser at arbejde med, når de forsøger at forstå tidligere AMO'er og forudsige fremtidige."

De tørre Tortugas-prøver sporer præcist store klimafænomener som den lille istid, der sluttede i begyndelsen af ​​1800-tallet, og den dødelige Dust Bowl-tørke i 1930'erne. Et forskningspapir om undersøgelsen udkom den 15. januar i tidsskriftet Palæogeografi, Palæoklimatologi, Palæøkologi .

Dry Tortugas National Park er en klynge af små, isolerede øer ved et vigtigt marint korsvej:Florida-strædet, hvor Den Mexicanske Golf og Det Caribiske Hav løber ud i Atlanterhavet. Øerne er inden for en stor zone af havvand kaldet Atlantic Warm Pool, som typisk varmes op om foråret til 83 grader Fahrenheit (28,5 grader Celsius) eller mere. Varmen lagret i Atlantic Warm Pool ser ud til at påvirke nedbøren i Caribien og dele af Nordamerika, og dannelsen og intensiteten af ​​orkaner.

De tørre Tortugas ligger også nær Golfstrømmens oprindelse, strømmen, der fører varmt havvand nordpå til Grønland, hvor det køler, dykker dybere ned i havet, og går tilbage mod ækvator. Sammen, den nordgående varme strøm ved overfladen og dybet, kolde sydgående strøm er kendt som Atlantic Meridional Overturning Circulation eller AMOC, som påvirker vejret i hele Nordatlanten, inklusive den amerikanske Atlanterhavskyst og store dele af Europa.

Nogle dele af dette cirkulationssystem har været kendt i århundreder, men andre, ligesom AMO, er relativt nye opdagelser. Klimatologer er ivrige efter at lære mere om AMO fra en længere registrering af havoverfladetemperaturer i denne region, hvor havomfattende mønstre tager form.

Det er her de tørre Tortugas koralkerner kommer ind. Koralskeletter, som træringe, har vækstringe, der bevarer beviser for tidligere vejrforhold. Mens de er i live, koraller optager strontium og calcium fra havvand, aflejrer de to mineraler i deres skeletter i et forhold, der varierer med vandtemperaturen.

Ved at måle strontium-til-calcium-forholdet i koraller, forskere kan rekonstruere tidligere havoverfladetemperaturer. Arbejde med to kampestenskoraller, der blev udgravet af dykkere i 2008 og 2012, Flannerys team brugte en tandlæges boremaskine til at indsamle og analysere prøver med intervaller så korte som en måned, går tilbage så langt som til 1837. Ved at kombinere disse to korallers optegnelser med tre andre Dry Tortugas koralkerner, der strækker sig tilbage til 1733, holdet var i stand til at spore 278 års havoverfladetemperaturer.

De tørre Tortugas koraller viser, at efter en kuldeperiode i 1960'erne, havoverfladetemperaturerne i regionen er opvarmet med omkring 1 ½ grad Fahrenheit (0,8 grader Celsius) mellem 1970 og 2012. De viser også to sæt af svingninger i havoverfladetemperaturer:en kortere cyklus, der varer 28 til 30 år, og en længere cyklus på 80 til 90 år, i overensstemmelse med Atlantic Multidecadal Oscillation.

Koralkernerne sporer pålideligt disse længere cyklusser af opvarmning og afkøling, som bekræfter, at Atlantic Multidecadal Oscillation har eksisteret i de sidste tre århundreder, sagde Flannery. Det tyder på, at der er en tæt sammenhæng mellem havtemperaturerne i området omkring Dry Tortugas og den større AMO.

"Ved at se på havoverfladetemperaturerne i de tørre Tortugas, klimatologer kan være i stand til at forudsige forestående ændringer, der vil påvirke hele det nordatlantiske bassin, " sagde Flannery.