I løbet af det sidste årti, den kinesiske nationale arktiske forskningsekspedition (CHINARE) og amerikanske samarbejdspartnere har studeret miljø- og klimaændringerne i det vestlige Arktiske Ocean og har været vidne til hurtig udvidelse af det 'forsurede' vand i den øvre vandsøjle. Dette billede viser videnskabsholdet, der arbejder på en isstation foran isbryderen XueLong under krydstogtet i sommeren 2010 i det nordlige Canada Basin, meget tæt på Nordpolen. Kredit:Zhongyong Gao og Di Qi
Havforsuring (OA) breder sig hurtigt i det vestlige Arktiske Ocean i både område og dybde, ifølge ny tværfaglig forskning rapporteret i Natur klimaændringer af et team af internationale samarbejdspartnere, herunder University of Delaware professor Wei-Jun Cai.
Forskningen viser, at mellem 1990'erne og 2010, forsurede farvande udvidede sig nordpå cirka 300 sømil fra Chukchi-skråningen ud for kysten af det nordvestlige Alaska til lige under Nordpolen. Også, dybden af forsuret vand viste sig at være steget, fra cirka 325 fod til over 800 fod (eller fra 100 til 250 meter).
"Det arktiske hav er det første hav, hvor vi ser en så hurtig og storstilet stigning i forsuring, mindst dobbelt så hurtigt som det, der observeres i Stillehavet eller Atlanterhavet, "sagde Cai, den amerikanske hovedefterforsker på projektet og Mary A.S. Lighthipe professor i jorden, Ocean, og Miljø på UD.
"Den hurtige spredning af havforsuring i det vestlige Arktis har konsekvenser for livet i havet, især muslinger, muslinger og bittesmå havsnegle, der kan have svært ved at bygge eller vedligeholde deres skaller i stadigt mere forsurede farvande, " sagde Richard Feely, NOAA senior videnskabsmand og medforfatter til forskningen. Havsnegle kaldet pteropoder er en del af det arktiske fødenet og vigtige for laks og silds kost. Deres tilbagegang kan påvirke det større marine økosystem.
Blandt de arktiske arter, der potentielt er i fare for havforsuring, er subsistensfiskeri efter rejer og sorter af laks og krabber.
Andre samarbejdspartnere på det internationale projekt inkluderer Liqi Chen, den kinesiske hovedefterforsker og videnskabsmand ved Third Institute of Oceanography of State Oceanic Administration of China; og videnskabsmænd ved Xiamen University, Kina og Göteborgs Universitet, Sverige, blandt andre institutioner.
Stillehavets vintervand
Forskerne undersøgte vandprøver taget under krydstogter af den kinesiske isbryder XueLong (som betyder "snedrage") i sommeren 2008 og 2010 fra det øvre hav af Arktis' randhave til bassinerne så langt mod nord som 88 graders breddegrad, lige under Nordpolen, samt data fra tre andre krydstogter.
Forskere målte opløst uorganisk kulstof og alkalinitet, hvilket giver dem mulighed for at beregne pH og mætningstilstanden for aragonit, et karbonatmineral, som marine organismer har brug for for at bygge deres skaller.
Denne grafik, produceret af University of Delaware, viser, hvor havforsuring breder sig i det arktiske hav, både i areal og i dybden. Kredit:Tammy Beeson, University of Delaware
Data indsamlet af skibs- og modelsimuleringer tyder på, at øget Pacific Winter Water (PWW), drevet af cirkulationsmønstre og tilbagetrækning af havis i sommersæsonen, er primært ansvarlig for denne OA-udvidelse, ifølge Di Qi, avisens hovedforfatter og en ph.d.-studerende af Chen.
"Dette arbejde vil hjælpe med at øge vores forståelse af klimaændringer, kulstof cykling, og forsuring af havet i Arktis, især da det påvirker hav- og fiskerividenskab og -teknologi, " sagde Chen.
PWW kommer fra Stillehavet gennem Beringstrædet og hylden i Chukchihavet og ind i det arktiske bassin. I de seneste år, smeltende havis har gjort det muligt for mere af stillehavsvandet at strømme gennem Beringstrædet ind i det arktiske hav. Stillehavets vand er allerede højt i kuldioxid og har højere surhedsgrad. Når havmassen bevæger sig mod nord, det absorberer yderligere kuldioxid fra nedbrydning af organisk materiale i vandet og sedimenterne, stigende surhedsgrad.
Afsmeltningen og tilbagetrækningen af arktisk havis i sommermånederne har også givet PWW mulighed for at bevæge sig længere mod nord end tidligere, da strømme skubbede den vestpå mod den canadiske øgruppe.
Isen i det arktiske hav smelter om sommeren, engang kun fundet i lavt vand med dybder mindre end 650 fod eller 200 meter, breder sig nu længere ud i det arktiske hav.
"Det er som en smeltedam, der flyder på det arktiske hav. Det er en tynd vandmasse, der hurtigt udveksler kuldioxid med atmosfæren ovenover, får kuldioxid og surhedsgrad til at stige i smeltevandet på toppen af havvandet, " sagde Cai. "Når isen dannes om vinteren, forsuret vand under isen bliver tæt og synker ned i vandsøjlen, spreder sig til dybere vand."