Forskere bekræfter teorien om det sydlige Stillehavs rolle i naturlige atmosfæriske CO2-udsving

Et hold ledet af geokemikeren Dr. Katharina Pahnke fra Oldenburg har opdaget vigtige beviser for, at stigningen i atmosfæriske kuldioxidniveauer i slutningen af ​​sidste istid blev udløst af ændringer i Antarktis. Forskerne fra University of Oldenburg's Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment (ICBM), Max Planck Instituttet for Havmikrobiologi i Bremen og Alfred Wegener Instituttet, Helmholtz Center for Polar og Havforskning (AWI) var i stand til at påvise, at det dybe sydlige Stillehav var stærkt lagdelt under den sidste istid, og kunne således have faciliteret langsigtet, dybhavslagring af drivhusgassen kuldioxid (CO2). Studiet, som nu er publiceret i det akademiske tidsskrift Videnskab , indikerer også, at i løbet af opvarmningen efter afslutningen af ​​sidste istid er blandingen af ​​de dybe vandmasser steget, frigivelse af lagret CO2 og styrkelse af den globale opvarmning.

Det sydlige Ocean spiller en vigtig rolle i klimabegivenheder, fordi CO2 kan optages fra atmosfæren til havet. Når øgede mængder af støv aflejres i havvandet, mikroskopiske alger formerer sig, fordi jernet i støvet fungerer som gødning. Når disse encellede alger dør, de synker til havbunden, tage den sekvestrerede kuldioxid med sig. For at sikre langsigtet fjernelse af CO2 fra atmosfæren, imidlertid, den skal opbevares under stabile forhold på dybt vand over længere tid.

For at finde ud af, hvordan vandmasser i det dybe sydlige Stillehav har udviklet sig i løbet af de sidste 30, 000 år, holdet genfandt sedimentkerner fra vanddybder på mellem 3, 000 og mere end 4, 000 meter under en ekspedition af forskningsfartøjet "Polarstern" til det sydlige Stillehav. Geokemikerne Dr. Chandranath Basak og Dr. Henning Fröllje fra ICBM, de to hovedforfattere af undersøgelsen, udvundet bittesmå tænder og andre skeletrester af fossile fisk fra sedimentet for at analysere deres indhold af isotoper af det sjældne jordmetal neodym.

"Neodym er særligt nyttigt til at identificere vandmasser af forskellig oprindelse, sagde Pahnke, lederen af ​​Max Planck Research Group for Marine Isotop Geochemistry baseret på ICBM og Max Planck Institute for Marine Microbiology i Bremen, forklarer, at hvert lag vand har sin egen karakteristiske neodym-signatur. Isotopforholdene for dette grundstof varierer afhængigt af hvilket havbassin vandet kommer fra. For eksempel, den koldeste og derfor dybeste vandmasse i det sydlige Stillehav dannes på Antarktis' kontinentalsokkel og bærer en tydelig neodym-signatur. Over denne masse er et lag, der kombinerer vand fra Nordatlanten, det sydlige Stillehav og det nordlige Stillehav og er derfor præget af en anden signatur.

Brug af fiskeaffald i dybhavssedimenter, forskerne var i stand til at spore variationerne i neodymkoncentrationer i forskellige dybder over tid. Resultatet:på toppen af ​​den sidste istid omkring 20, 000 år siden, neodymsignaturen for prøver taget fra dybder under 4, 000 meter var væsentligt lavere end på lavere dybder. "Den eneste forklaring på en så udtalt forskel er, at der ikke var nogen blanding af vandmasserne på det tidspunkt, sagde Fröllje, som i dag arbejder på universitetet i Bremen. Han og hans kolleger konkluderede heraf, at det dybe vand var stærkt lagdelt under istiden.

Da klimaet på den sydlige halvkugle blev varmere mod slutningen af ​​den sidste istid omkring 18. 000 år siden, lagdelingen af ​​vandmasserne blev brudt op, og neodymværdier i forskellige dybder konvergerede. "Der var sandsynligvis mere blanding, fordi vandets tæthed faldt som følge af opvarmningen, " forklarede Pahnke. Dette førte så til frigivelsen af ​​kuldioxiden, der var lagret på dybt vand.

Klimaforskere har i nogen tid nu spekuleret i, hvorfor udsving i atmosfæriske CO2-niveauer fulgte samme mønster som temperaturen på den sydlige halvkugle, hvorimod temperaturen i nord til tider var i modstrid med disse udsving. En teori er, at visse processer i det sydlige Ocean spillede en vigtig rolle.

"Med vores analyser har vi for første gang leveret konkrete beviser, der understøtter teorien om, at der er en sammenhæng mellem CO2-udsvingene og lagdelingen i det sydlige ocean, " sagde medforfatter til undersøgelsen Dr. Frank Lamy fra AWI i Bremerhaven. Den nuværende undersøgelse understøtter hypotesen om, at opvarmningen af ​​den sydlige halvkugle brød stabil lagdeling i det Antarktiske Ocean op, hvilket resulterer i frigivelsen af ​​den kuldioxid, der blev lagret i disse farvande.