Century-skala dybvandscirkulationsdynamik i det nordlige Atlanterhav

Dr. Moriaki Yasuhara, Dr. Hisayo Okahashi, og Dr. Huai-Hsuan May Huang fra School of Biological Sciences og Swire Institute of Marine Science ved University of Hong Kong (HKU), i samarbejde med forskere fra Lamont-Doherty Earth Observatory ved Columbia University, Duke University, og US Geological Survey har for nylig rapporteret deres opdagelse om en nøglefaktor bag tidligere og måske fremtidige pludselige klimaændringer, som er dybvandsdynamikken i Nordatlanten i tidsskriftet Geologi .

Siden forslaget om "transportbånd"-paradigmet af Wallace S Broecker i 1980'erne, den dybe havcirkulation, nu kendt som Atlantic meridional overturning circulation (AMOC), er blevet betragtet som en vigtig drivkraft bag globale klimaændringer. AMOC er en proces, hvor koldt og salt overfladevand synker ned i dybt hav i Nordatlanten på høj breddegrad, det lavere niveau dybt vand (kendt som Nordatlantisk dybt vand:NADW) flyder sydpå (billede 1), og stiger til sidst til overfladen i det nordlige Stillehav. Kraften af ​​denne cirkulation er kendt for at påvirke den globale varmestrøm og regionale klimaer. For at studere disse cirkulationsdynamikker, Nordatlanten er særlig vigtig, fordi det er stedet, der dannes dybt vand gennem afkøling af overfladevand på de høje breddegrader.

Den nederste (dybere) del af NADW under 2, 500 meter er godt undersøgt, men øvre NADW (mellemvand) adfærd er dårligt forstået siden den sidste deglaciation - dvs. overgangsperioden fra sidste istid til den varmere nutidige mellemistidiske klimatilstand. Desuden, NADW-dynamik for de sidste ~11, 700 år (kendt som holocæn) forbliver tvetydige. Dr. Yasuhara og hans samarbejdspartnere viste, at subtropisk nordatlantisk mellemvandstemperatur varierede betydeligt i begge disse tidsperioder, baseret på sporstofgeokemi af forkalkede skaller af dybhavsmikrokrebsdyr Ostracoda i en sedimentkerne. Deres rekonstruktioner afslører en række abrupte dybvandsopvarmningsbegivenheder i flere århundreder skala, sandsynligvis forårsaget af reduktionen af ​​dybvandscirkulationen. Forfatterne opdagede også, at mange af disse svækkende begivenheder af dybvandscirkulation kan genkendes bredt i det vestlige Nordatlanten. Disse deglacial-Holocene dybvandscirkulationsdynamikker er vigtige for at forstå nutidens og fremtidige tendenser i Jordens klimasystem, fordi opvarmning og resulterende polarissmeltning kan ændre dybvandscirkulationen. Den seneste rapport fra FN's IPBES (The Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services) indikerede, at ~1 million arter nu er truet af udryddelse, og ændringer i Jordens klimasystem er en vigtig del af årsagen til dette.

Hovedforfatter af undersøgelsen Dr. Yasuhara sagde "Holocæn dybvandscirkulation var mere dynamisk end hidtil antaget. Der er stigende beviser for, at denne cirkulationsændring i Nordatlanten påvirker klimaet i fjerntliggende steder, herunder Østasien og også marine og terrestriske økosystemer. Som for nylig opdaget af forskere, herunder mine HKU-kolleger Drs. Benoit Thibodeau og Christelle Not, denne globale dybvandscirkulation er blevet væsentligt svækket i løbet af det sidste århundrede. Hvis der sker yderligere svækkelse i fremtiden, der kan være uventet brede implikationer ikke kun for vores atomosfæriske og havsystemer, men også på Jordens økologiske systemer og vores samfund."

"Kvantificering af intensiteten af ​​den nordatlantiske cirkulation i fortiden er en af ​​de store udfordringer i vores felt. For bedre at forstå størrelsen og betydningen af ​​det svækkende trend i det 20. århundrede i oplaget, vi har brug for mere rekonstruktion af dens intensitet i fortiden, som den, der blev leveret af undersøgelsen af ​​Dr. Yasuhara og kolleger." nævnte Dr. Thibodeau i Institut for Jordvidenskab, HKU.