Et kort over det arktiske hav viser placeringen af de amerikanske og eurasiske bassiner. Pile viser vejen til varme, frisk stillehavsvand og varmt, salt atlanterhavsvand ind i regionen. Kredit:Grafik tilpasset fra Polyakov et al. 2020, Frontiers in Marine Science papir.
Ny forskning udforsker, hvordan oceaner på lavere breddegrader driver komplekse ændringer i det arktiske hav, skubbe regionen ind i en ny virkelighed, der adskiller sig fra det 20. århundredes norm.
University of Alaska Fairbanks og det finske meteorologiske institut ledede den internationale indsats, som omfattede forskere fra seks lande. Den første af flere relaterede artikler blev offentliggjort i denne måned i Grænser i havvidenskab .
Klimaændringerne er mest udtalte i Arktis. Det arktiske hav, som dækker mindre end 3 % af jordens overflade, ser ud til at være ret følsom over for unormale forhold i oceaner på lavere breddegrader.
"Med det i tankerne, Målet med vores forskning var at illustrere den del af arktiske klimaændringer, der er drevet af unormale [forskellige fra normen] tilstrømning af oceanisk vand fra Atlanterhavet og Stillehavet, en proces, som vi kalder borealisering, " sagde hovedforfatter Igor Polyakov, en oceanograf ved UAF's International Arctic Research Center og FMI.
Selvom Arktis ofte betragtes som et enkelt system, der påvirkes af klimaændringer ensartet, forskningen understregede, at det arktiske amerasiske bassin (påvirket af stillehavsvande) og dets eurasiske bassin (påvirket af atlantiske farvande) har tendens til at være forskellige i deres reaktioner på klimaændringer.
Denne konceptuelle model viser tilstrømningen af Stillehavs- og Atlanterhavsvand til det arktiske hav i fortiden sammenlignet med de seneste år. Blå angiver koldt vand og rød angiver varmt vand. Pile angiver vandstrømmens retning. Kredit:Grafik tilpasset fra Polyakov et al. 2020, Frontiers in Marine Science papir.
Siden de første temperatur- og saltholdighedsmålinger i slutningen af 1800-tallet, forskere har vidst, at koldt og relativt ferskvand, som er lettere end saltvand, flyder på overfladen af det arktiske hav. Dette friske lag blokerer varmen fra det dybere vand fra smeltende havis.
I det eurasiske bassin, det er ved at ændre sig. Unormal tilstrømning af varme, salt atlanterhavsvand destabiliserer vandsøjlen, gør det mere modtageligt for blanding. Den seje, Det friske beskyttende øvre havlag svækkes, og isen bliver sårbar over for varme fra dybere nede i havet. Efterhånden som blandingen og havis henfald fortsætter, processen accelererer. Havet bliver mere biologisk produktivt, jo dybere, næringsrigt vand når overfladen.
Derimod øget tilstrømning af varme, relativt frisk stillehavsvand og lokale processer som havissmeltning og akkumulering af flodvand gør adskillelsen mellem overfladen og dybe lag mere udtalt på den amerikanske side af Arktis. Efterhånden som bassinet af ferskvand vokser, det begrænser blanding og bevægelsen af næringsstoffer til overfladen, potentielt gøre regionen mindre biologisk produktiv.
Undersøgelsen undersøger også, hvordan disse fysiske ændringer påvirker andre komponenter i det arktiske system, herunder kemisk sammensætning og biologiske samfund.
Tilbagetrækning af havis tillader mere lys at trænge ind i havet. Ændringer i cirkulationsmønstre og vandsøjlestruktur styrer tilgængeligheden af næringsstoffer. I nogle regioner, organismer i bunden af fødenettet bliver mere produktive. Mange marine organismer fra subarktiske breddegrader bevæger sig mod nord, i nogle tilfælde erstatter de lokale arktiske arter.
Videnskabelige instrumenter hænger over det isfrie Arktiske Ocean under en af de ekspeditioner, der bidrog med data til en nylig undersøgelse offentliggjort i Frontiers of Marine Science. Havisen kan ses i horisonten. Kredit:Nansen og Amundsen Bassinets Observationssystem.
"I mange henseender, det arktiske hav ligner nu et nyt hav, sagde Polyakov.
Disse forskelle ændrer vores evne til at forudsige vejret, strømme og havisens adfærd. Det har store konsekvenser for arktiske beboere, fiskeri, turisme og navigation.
Denne undersøgelse fokuserede på ret storstilede ændringer i det arktiske hav, og dets resultater repræsenterer ikke nødvendigvis forhold i kystnære farvande, hvor mennesker lever og jager.
Undersøgelsen understregede vigtigheden af fremtidig videnskabelig overvågning for at forstå, hvordan dette nye rige påvirker forbindelserne mellem havet, is og atmosfære.