Havdræn for menneskeskabt CO2 målt

Et internationalt forskningsprojekt ledet af forskere fra ETH Zürich har bestemt mængden af ​​menneskeskabt CO ₂ emissioner optaget af havet mellem 1994 og 2007. Ikke alt CO ₂ genereret under forbrænding af fossile brændstoffer forbliver i atmosfæren og bidrager til den globale opvarmning. Havet og økosystemerne på land optager betydelige mængder af denne menneskeskabte CO ₂ emissioner fra atmosfæren.

Havet optager CO ₂ i to trin:først, CO ₂ opløses i overfladevandet. Bagefter, havets væltende cirkulation fordeler det:havstrømme og blandingsprocesser transporterer den opløste CO ₂ fra overfladen dybt ind i havets indre, hvor det akkumuleres over tid.

Kulstofvask i havet

Denne væltende cirkulation er drivkraften bag den oceaniske dræn for CO ₂ . Størrelsen af ​​denne vask er meget vigtig for den atmosfæriske CO ₂ niveauer:uden denne vask, koncentrationen af ​​CO ₂ i vores atmosfære og omfanget af menneskeskabte klimaændringer ville være betydeligt højere.

Bestemmelse af, hvilken andel af den menneskeskabte CO ₂ havene absorberer har længe været en prioritet for klimaforskere. Et internationalt hold af videnskabsmænd ledet af Nicolas Gruber, Professor i miljøfysik ved ETH Zürich, har nu bestemt dette oceaniske syn over en periode på 13 år. Som rapporteret i det seneste nummer af Videnskab , forskerne har fundet ud af, at havet har optaget så meget som 34 gigatons (milliarder af metriske tons) menneskeskabt kulstof fra atmosfæren mellem 1994 og 2007. Dette tal svarer til 31 procent af al menneskeskabt CO ₂ udsendes i det tidsrum.

Marinevasken er intakt

Denne procentdel af CO ₂ optaget af havene har været relativt stabil sammenlignet med de foregående 200 år, men den absolutte mængde er steget væsentligt. Dette skyldes, at så længe den atmosfæriske koncentration af CO ₂ stiger, det oceaniske synke forstærkes mere eller mindre proportionalt:jo mere CO ₂ er i atmosfæren, jo mere absorberes af havene - indtil det til sidst bliver mættet.

Indtil nu, det punkt er ikke nået. "I den undersøgte periode, det globale hav fortsatte med at optage menneskeskabt CO ₂ med en hastighed, der er kongruent med stigningen af ​​atmosfærisk CO ₂ , " forklarer Gruber.

Disse databaserede forskningsresultater bekræfter også forskellige tidligere, modelbaserede skøn over havets synke for menneskeskabt CO ₂ . "Dette er en vigtig indsigt, giver os tillid til, at vores tilgange har været korrekte, " tilføjer Gruber. Resultaterne giver yderligere forskerne mulighed for at drage konklusioner om CO ₂ synk af økosystemer på land, som er sværere at bestemme.

Regionale forskelle i absorptionshastigheden

Mens de overordnede resultater tyder på en intakt havdræn for menneskeskabt CO ₂ , forskerne opdagede også i de forskellige havbassiner betydelige afvigelser fra den forventede optagelse fra stigningen i atmosfærisk CO ₂ . Nordatlanten, for eksempel, optaget 20 procent mindre CO ₂ end forventet mellem 1994 og 2007. "Dette skyldes sandsynligvis afmatningen af ​​den nordatlantiske Meridional-væltningscirkulation i slutningen af ​​1990'erne, hvilket i sig selv højst sandsynligt er en konsekvens af klimavariationer, ", forklarer Gruber. Men dette lavere syn i Nordatlanten blev opvejet af et betydeligt større optag i Sydatlanten, sådan at optagelsen af ​​hele Atlanterhavet udviklede sig som forventet.

Forskerne dokumenterede lignende udsving i det sydlige ocean, i Stillehavet og i Det Indiske Ocean. Gruber understreger:"Vi lærte, at havvasken ikke kun reagerer på stigningen i atmosfærisk CO2 ₂ . Dens betydelige følsomhed over for klimavariationer tyder på et betydeligt potentiale for feedback med den igangværende klimaændring."

Resultater af to undersøgelser

Resultaterne er baseret på en global undersøgelse af CO ₂ og andre kemiske og fysiske egenskaber i de forskellige oceaner, målt fra overfladen ned til dybder på op til 6 kilometer. Forskere fra 7 lande deltog i det internationalt koordinerede program, der startede i 2003. Globalt gennemførte de mere end 50 forskningstogter frem til 2013, som derefter blev syntetiseret til et globalt dataprodukt.

Til deres analyser, forskerne brugte en ny statistisk metode udviklet af Gruber og hans tidligere ph.d. studerende, Dominic Clement. Denne metode gjorde det muligt for dem at skelne mellem ændringerne i den menneskeskabte og den naturlige CO ₂ komponenter, der udgør ændringerne i den samlede koncentration af opløst CO ₂ i vandet. Naturlig CO ₂ refererer til mængden af ​​CO ₂ der fandtes i havene før industrialiseringen.

Gruber havde allerede deltaget i en lignende undersøgelse omkring årtusindskiftet. Ved hjælp af observationer opnået fra den allerførste globale CO ₂ undersøgelse foretaget mellem slutningen af ​​1980'erne og midten af ​​1990'erne, denne undersøgelse anslog, at havet havde optaget omkring 118 gigatons kulstof fra begyndelsen af ​​industrialiseringen omkring 1800 og frem til 1994. Hans nuværende team af forskere forlængede denne analyse frem til 2007, giver dem ikke kun mulighed for at opstille budgettet for menneskeskabt CO ₂ for perioden 1994-2007, men også for at vurdere intaktheden af ​​havets kulstofdræn.

Stigende CO ₂ indhold forsurer marine levesteder

Ved at moderere hastigheden af ​​den globale opvarmning, den oceaniske dræn for menneskeskabt CO ₂ yder en vigtig tjeneste for menneskeheden, men det har sin pris:CO ₂ opløst i havet forsurer vandet. "Vores data har vist, at denne forsuring når dybt ind i havets indre, strækker sig delvist til dybder på mere end 3000 m, " siger Gruber.

Dette kan have alvorlige konsekvenser for mange marine organismer. Calciumcarbonat opløses spontant i forsurede miljøer, som udgør en fare for muslinger og koraller, hvis skaller og skeletter er lavet af calciumcarbonat. Den skiftende kemiske sammensætning af havet kan også påvirke fysiologiske processer såsom indånding af fisk. Gruber er overbevist:"Det er afgørende at dokumentere de kemiske ændringer, der påføres havet som følge af menneskelig aktivitet, ikke mindst for at forstå indvirkningen af ​​disse ændringer på livet i havet."