Havisen forhindrede ilt i at nå dybhavet under sidste istid

Omfattende havis dækkede verdenshavene under den sidste istid, som forhindrede ilt i at trænge ind i det dybe hav, komplicerer forholdet mellem ilt og kulstof, har en ny undersøgelse fundet.

"Havisen er effektivt som et lukket vindue for havet, sagde Andreas Schmittner, en klimaforsker ved Oregon State University og medforfatter på papiret. "Det lukkede vindue holder frisk luft ude; havisen fungerede som en barriere for at forhindre ilt i at komme ind i havet, som gammel luft i et rum fyldt med mennesker. Hvis du åbner vinduet, ilt udefra kan komme ind, og luften er ikke så gammel."

Fundene, udgivet for nylig i Natur Geovidenskab , udfordre tidligere antagelser om forholdet mellem ilt og kuldioxid i dybe havvand. At forstå dette forhold giver forskerne vigtig indsigt i, hvordan verdenshavene kan reagere på klimaændringer, sagde Schmittner, en professor i OSU's College of Earth, Ocean, og Atmosfæriske Videnskaber.

Havet spiller en vigtig rolle i kulstofkredsløbet; kuldioxid fra atmosfæren opløses i overfladevand, hvor alger omdanner kulstoffet til organisk stof. Respiration af det organiske stof fjerner ilt, da kulstof synker til det dybe hav. Processen med at overføre kulstof fra havets overflade til dybet er kendt som den biologiske pumpe.

I øjeblikket, havet mister ilt, og den tendens forventes at fortsætte, fordi opløseligheden af ​​ilt falder, når temperaturerne bliver varmere. Det ville få forskerne til at forvente højere iltkoncentrationer under den sidste istid, da havene var koldere, Schmittner sagde, men sediment indsamlet tidligere fra under havbunden viser lavere iltniveauer i det dybe hav i den periode.

Forskere har tidligere teoretiseret, at den biologiske pumpe var stærkere under den sidste istid, øget kulstofånding. Men det antager, at ilt på overfladen er i ligevægt med atmosfæren, sagde Schmittner.

I deres nye arbejde, Schmittner og hans kolleger, Ellen Cliff og Samar Khatiwala fra University of Oxford, brugt modellering til at undersøge de lavere iltniveauer i det dybe hav.

De fandt ud af, at uligevægt spillede en vigtig rolle i kulstofkredsløbet. Iltkoncentrationer i dybe oceaner blev reduceret, fordi overfladevand var mindre afbalanceret med atmosfæren. Uligevægten var et resultat af den store havis, hovedsageligt over det sydlige ocean, samt højere jernbefrugtning fra istidens atmosfære, som var mere støvet, sagde Schmittner.

Det betyder, at de dybe oceaners iltniveauer ikke kun informeres om den biologiske pumpeproces, men også ved havisen, eller mangel på, ligesom et rums luftkvalitet kan ændre sig ved åbning eller lukning af et vindue, han sagde.

Forskernes metode til at forstå havisens og andre processers rolle i havets kulstof- og iltkredsløb kan også anvendes til fremtidig klimamodellering, sagde Schmittner.

"Nuværende modeller kan ikke adskille effekter fra den biologiske pumpe på havets ilt fra havisen eller andre påvirkninger, " sagde han. "Dette ændrer vores forståelse af processen og årsagerne til disse ændringer."