varmere, saltere polarvand kan ændre globale havstrømme

Smeltende ishylder ændrer havets kemi på Sydpolen, og resultatet kan være en ændring i globale strømme og øget gletsialsmeltning, ifølge videnskabsmænd, der er ved at skabe kort, der skal bidrage til klimaændringsmodeller.

Ved Nord- og Sydpolen, koldt tæt vand synker, driver det såkaldte globale havtransportbånd, et komplekst system, der er afhængig af varmeoverførsel og tæthed, der driver havstrømme over hele verden.

Dette system regulerer det regionale klima, men er truet, når store mængder ferskvand - såsom is is - falder i havet. Ishyldens smeltning betyder, at mere gletsjeris vil blive dumpet i havet, og dette risikerer at slukke for transportbåndet, fordi fortyndet, mindre tæt saltvand er mindre tilbøjeligt til at synke.

I Antarktis, i dybder mellem 500 og 2000 meter, en overraskende varm saltvandsmasse kan findes, kaldet Circumpolar Deep Water. På visse punkter under Antarktis, dette varme vand kommer i kontakt med undersiden af ​​ishylderne og smelter isen. Hvis mere varmt saltvand når bunden af ​​ishylderne end tidligere år, dette kunne sætte skub i en stigning i ishyldens smeltning.

Dr. Laura Herraiz Borreguero fra University of Southampton, Storbritannien, og koordinator for OCEANIS-projektet, sporer bevægelserne af denne varme salte strøm, for at se, om der er udsving eller ændringer i forhold til tidligere år.

Ved at analysere og sammenligne data indsamlet af andre forskere, hun har opdaget, at i de sidste 20 år, den varme salte vandstrøm er blevet mere almindeligt forekommende. Effekterne er endnu mere udtalte i den ugæstfri østlige Antarktis-region, en del af kontinentet, der generelt er mindre velundersøgt end Vestantarktis, da det er meget sværere at få adgang til.

Fartbump

Fordi ishylder fungerer som fartbump for glacial isstrøm og sænker hastigheden, hvormed antarktiske gletsjere når havet, en stigning i ishyldens smeltning ville betyde, at gletsjere kunne dumpe enorme mængder ferskvandsis i havet ukontrolleret.

'Hvis vi taber (ishylderne), gletsjernes hastighed kunne være fire til fem gange hurtigere, sagde Dr. Herraiz Borreguero.

Hendes næste udfordring er at bestemme præcist, hvilken effekt ændringen i cirkumpolært dybt vand vil have. 'Det, jeg ser på nu, er, hvordan dette ændrer egenskaberne ved vandet omkring Antarktis, også i forhold til det sydlige havs cirkulation, ' hun sagde. 'At forbedre vores viden om ishylde-hav-interaktioner er et kritisk skridt i retning af at reducere usikkerheden i fremskrivninger af fremtidig havniveaustigning.'

Havets cirkulation bliver også undersøgt af Dr. Melanie Grenier fra Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Frankrig, der koordinerer GCP-GEOTARCTIC projektet. Projektet er en del af en multinational samarbejdsindsats kaldet GEOTRACES, der sigter mod bedre at forstå den globale havcirkulation og marine kredsløb ved at undersøge fordelingen af ​​opløste og partikelformige kemiske grundstoffer suspenderet i vandsøjlen.

Partikelkoncentrationer, distributioner og udvekslinger kan fortælle forskerne meget om, hvad der foregår i vandsøjlen. Visse vandmasser har forskellige egenskaber, for eksempel at være næringsrig, eller næringsfattige, varm, kold, salt eller frisk.

Thorium-230

Dr. Grenier bruger et kemisk sporstof kaldet thorium-230 til at overvåge mængden af ​​partikler og har fundet ud af, at sammensætningen af ​​vand på Nordpolen ændrer sig. 'Det amerikanske Arktis udviser lavere koncentrationer af dette geokemiske sporstof end tidligere, i overensstemmelse med den stigende tendens til tilbagetrækning af havis og en efterfølgende stigning i partikelkoncentrationer.'

En af årsagerne til dette er et fald i isdækket. Mindre is betyder, at mere lys kan trænge ind i havet, og at mere liv kan udvikle sig, fører til en stigning i havpartikler. Mindre is betyder også mere interaktion med atmosfæren, især med vinden, som kan øge blandingen i havet, og så partikler, der ligger i sedimentet, resuspenderes i vandsøjlen.

Selvom dette ikke nødvendigvis er skadeligt i sig selv, det er tegn på ændringer i havcirkulationen og kan påvirke det globale havtransportbånd. Imidlertid, det vides ikke, hvor følsomt det system kan være over for ændringer, så videnskabsmænd bliver nødt til at fortsætte med at overvåge situationen.

Både OCEANIS og GCP-GEOTARCTIC har til hensigt at skabe kort baseret på deres forskning – for OCEANIS, detaljerede punkter, hvor varmt vand når Antarktis ishylder, og for GCP-GEOTARCTIC, et kort over global thorium-230 distribution, med input fra andre GEOTRACES-forskere.

Modeller

Disse vil blive brugt til at udvikle bedre informerede modeller til at forudsige, hvordan planeten skal reagere på ændringer i klimaet. Modellerne bliver også forbedret af forskere, der justerer klimarekorder fra marine sedimenter og is ved at bruge fine partikler af vulkansk aske som en rød tråd.

Lodrette cylindre af havsediment og is, kendt som kerner, bruges af geologer til at bestemme, hvordan tidligere klimaer var. Når is fryser eller sediment sætter sig, de fanger luft, partikler og fossiler, der giver spor til klimaet på det tidspunkt. Men, det kan være svært at matche et bestemt stykke af en marin sedimentkerne til den tilsvarende tidsperiode for en iskerne.

Dr. Peter Abbott fra Cardiff University, Storbritannien, og universitetet i Bern, Schweiz, kører et projekt kaldet SHARP for at udvikle en metode til at gøre netop det.

'Den teknik, jeg bruger, kaldes tefrokronologi, ' han sagde. 'Vi sporer partikler fra tidligere vulkanudbrud mellem isen og de marine kerne. Hvis du kan finde det samme udbrud, så kan det fungere som en bindelinje mellem disse registreringer, da partiklerne blev aflejret på samme tid i begge miljøer.'

Dr. Abbott bruger laboratoriemetoder og optisk mikroskopi til at scanne kernerne og identificere askelag skjult i is- og havkernerne. Hver individuel vulkansk begivenhed efterlader et unikt kemisk fingeraftryk på det materiale, det udstøder, hvilket betyder, at forskere kan bruge asken til korrekt at matche iskernerne og sedimentkernerne, at give videnskabsfolk mere nøjagtige oplysninger om tidligere klimaer, og dermed forbedring af de prædiktive modeller.

'Hvis vi kan forklare, hvordan klimaet har ændret sig i fortiden, det giver os en bedre forståelse af, hvordan det kan blive tvunget i fremtiden, sagde Dr. Abbott.