Vindforhold påvirker vandcirkulationen og kuldioxidkoncentrationer i det sydlige hav

Havet, der omkranser Antarktis, fungerer som en kæmpemixer til vand fra alle havbassinerne - og dette cirkulerende mønster påvirker udvekslingen af ​​kuldioxid (CO ₂ ) mellem havet og atmosfæren. En undersøgelse foretaget af et internationalt forskerteam ledet af Dr. Torben Struve fra University of Oldenburgs Institut for Kemi og Biologi for Havmiljøet (ICBM) har nu fastslået, at denne komplekse ligevægt af vandmasser reagerer meget følsomt på vindforhold over det sydlige Ocean.

Studiet, som er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Procedurer fra National Academy of Sciences , brugte målinger på fossile koralskeletter til at afsløre, at der skete betydelige ændringer i dybvandscirkulationen i Drake-passagen, et smalt sund mellem Antarktis og Sydamerika, omkring seks til syv tusinde år siden. Forskerne ser tegn på, at disse ændringer også påvirkede CO ₂ niveauer i atmosfæren - og tyder på, at fremtidige klimaændringer kan føre til øget frigivelse af CO ₂ fra det dybe vand i det sydlige hav til atmosfæren.

"Det sydlige Ocean forbinder alle verdens oceaner. Det er et af de få steder på Jorden, hvor vand fra store dybder kommer til overfladen og samtidig synker overfladevand ned i dybet, "forklarede hovedforfatter Struve. Havområdet omkring Antarktis er derfor kritisk for det globale transportbånd af havstrømme, som fordeler varme, næringsstoffer, salt og CO ₂ over store afstande.

Imidlertid, indtil nu, det havde ikke været klart, om strømmen i det sydlige ocean havde ændret sig væsentligt siden den sidste istid sluttede omkring 12, 000 år siden. Tidligere undersøgelser af klimaforskere havde vist, at der har været flere forskydninger i de stærke vestlige vinde, der blæser rundt om Antarktis i den nuværende mellemistid.

Disse vinde driver den antarktiske cirkumpolære strøm (ACC), en kold havstrøm, der strækker sig fra overfladen til havbunden, og som forbinder Atlanterhavet, Indiske og Stillehav. Vigtigere, vindene stimulerer også opblødning af dybt havvand mod havoverfladen. Undersøgelsen gik ud på at bestemme, hvordan strømningerne i det sydlige hav reagerede på disse ændringer i atmosfæren.

For at besvare dette spørgsmål, Struve og hans kolleger fra Imperial College London, University College London og University of Edinburgh, analyserede fossile koldtvandskoraller fra Drake Passage, hvoraf nogle var flere tusinde år gamle. Korallerne blev samlet fra forskellige vanddybder på tre steder i Drake Passage under to ekspeditioner med det amerikanske forskningsfartøj Nathaniel B. Palmer.

"Dette område er berygtet for sine dårlige vejrforhold - blot at indsamle prøverne var en udfordring, "Forklarede Struve.

Koldtvandskorallerne gemmer visse sporstoffer, såsom neodym, i deres kalkholdige skeletter, og registrer derfor et kemisk fingeraftryk af det vand, de voksede i.

Analyser af neodym -fingeraftryk i koralprøverne viste, at der var en brat ændring i vandets kemiske sammensætning omkring 7, For 000 år siden, som varede i omkring 1, 000 år. På grundlag af flere fund, holdet konkluderede, at øgede mængder CO ₂ -rig dybt vand fra Stillehavet trængte ind på Drake -passagen på det tidspunkt, formodentlig drevet af et nordvestskift på den sydlige halvkugles vestlige vinde.

"Dette var et overraskende resultat for os. Vi havde ikke forventet, at det sydlige hav reagerede så følsomt i en interglacial periode, "sagde Struve." Denne undersøgelse fremhæver det uvurderlige bidrag fra koldtvands koralfossiler til at forstå tidligere klimaændringer. De giver unikke registreringer af havets kemiske sammensætning - ofte i områder af havet, hvor andre typer arkiver er knappe, "medforfatter Dr. Kirsty Crocket fra University of Edinburgh understregede.

Undersøgelsen kaster også lys over en række andre klimaændringer, der skete omkring samme tid. I særdeleshed, atmosfærisk CO ₂ niveauer, som var faldet lidt i de foregående 2, 000 år, begyndte at stige endnu en gang. Struve og hans kolleger formoder, at en vigtig kilde til dette fænomen var en stigning i mængden af ​​CO ₂ -berige Stillehavets dybe vand i det sydlige hav.

"Dette er vigtigt, fordi når dybt vand opad til overfladen af ​​det sydlige hav, nogle af de lagrede CO ₂ er i stand til at flygte til atmosfæren, "forklarede medforfatter Dr. David Wilson. Og så, da vinden endnu en gang skiftede mod syd, denne opstigning steg og større mængder CO ₂ blev frigivet i atmosfæren.

Det er endnu ikke klart, hvordan stigende globale temperaturer vil påvirke havstrømmene, der omgiver Antarktis. Imidlertid, nuværende klimascenarier indikerer, at den sydlige halvkugles vestlige vinde vil bevæge sig længere sydpå mod Antarktis. Dette scenario kan føre til en stærkere blanding af vandmasser i det sydlige hav og mere opvækst - hvilket forskerteamet formoder kan resultere i større mængder CO ₂ frigives fra det dybe hav.