FoodPro Preloader

Slow-Motion Ocean: Atlanterhavets sirkulasjon er svakeste på 1600 år


Getty Images I de senere år har sensorer som er stasjonert over Nord-Atlanteren hentet et potensielt relevant signal: Den store nordlige utviklingen av vann langs Nord-Amerika som beveger varmen fra tropene mot Arktis, har vært treg. Hvis den sløvheten fortsetter og fordyper, kan det føre til drastiske endringer i havnivå og vær rundt havbassenget. At n

Getty Images

I de senere år har sensorer som er stasjonert over Nord-Atlanteren hentet et potensielt relevant signal: Den store nordlige utviklingen av vann langs Nord-Amerika som beveger varmen fra tropene mot Arktis, har vært treg. Hvis den sløvheten fortsetter og fordyper, kan det føre til drastiske endringer i havnivå og vær rundt havbassenget.

At nordstrømmen er en viktig del av den større sirkulasjonen av vann, varme og næringsstoffer rundt om verdens hav. Klimaforskere har vært opptatt siden 1980-tallet at stigende globale temperaturer kunne kaste en skiftenøkkel i transportbånd-lignende systemet, med muligens sterke klimatiske konsekvenser. Havnivåer kan ratchet oppover langs den amerikanske østkyst, nøkkelferdigheter kan bli ødelagt av spiking vanntemperaturer og værmønstre over Europa kan endres.

Slike bekymringer hadde blitt kalt det siste tiåret, da klimamodeller antydet at denne grenen av havets sirkulasjonssystem ikke var sannsynlig å se en rask nedtur, noe som ville bremse noen konsekvenser. Men to nye studier, publisert onsdag i tidsskriftet Nature, tyder på at den siste svakningen som havsensorene har sett, ikke bare er et kortvarig blip, som noen hadde trodd. Snarere er det en del av en langsiktig nedgang som har satt sirkulasjonen i sin svakeste tilstand i århundrer. Resultatene medfører at klimamodeller mangler viktige stykker av puslespillet, og at de dårlige effektene kan være på vei.

Hvilke stykker som kanskje mangler, kan imidlertid bestemme hvor bekymrende denne trenden er. Hvis modellene ikke er følsomme nok til endringene som skjer i Nord-Atlanteren, "setter denne advarselsflaggen litt høyere", sier Thomas Delworth, en hav- og klimamodeller ved National Oceanic and Atmospheric Administration som ikke var involvert i forskningen.

Atlanterhavet meridional overturning sirkulasjon (AMOC) og subpolar gyre, der havvannet kult når AMOC svekkes. Kreditt : Natur

Kjører AMOC

Det varme, saltvannet i den tropiske atlanterhavet krysser nordover langs østlige USA før du darter mot Nordvest-Europa (noe som gir de britiske øyer et klima langt balsamere enn Newfoundland med tilsvarende breddegrad). Da den delen av havstrømmen, kjent som Golfstrømmen, presser nordover, den avkjøles og blir tettere og til slutt synker, danner det såkalte dypvannet som strømmer tilbake sørover langs havbunnen mot Antarktis.

Denne syklusen, kalt Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), spiller en sentral rolle i å flytte varmen rundt i planeten, så vel som næringsstoffer i havet. Det bidrar også til å trekke karbondioksid fra atmosfæren til sjøen. I Stillehavet transporteres ekvatorialvarmen nord og sør mot begge polene. Men i Atlanterhavet "går varmen nordover gjennom hele Atlanterhavet, " sier David Thornalley, en paleo-oceanograf ved University College London og medforfatter av en av de nye studiene. Den resulterende varmebalansen mellom de nordlige og sørlige halvkugler bestemmer flere store klimatiske trekk, som for eksempel bredden der et nøkkel tropisk regnbelt ligger, som påvirker vannforsyning, nedbør for landbruket og helsen til tropiske økosystemer.

Etter hvert som globale temperaturer stiger med nivåene av varmepåfyllende gasser i atmosfæren, kan AMOC forstyrres av tilstrømning av ferskvann fra økende nedbør i Nord-Atlanteren og smelting av sjøis og isbreer på land. Det tilsatte ferskvannet senker vanntettheten i sone hvor dypvann danner, støtter opp og svekker den totale strømmen av AMOC som en tett synke. Denne nedgangen betyr at mindre varme transporteres nordover, noe som fører til kjøligere havtemperaturer i et område under Grønland, og varmere temperaturer utenfor den amerikanske østkyst. Den oppvarmingen fører til høyere sjønivå langs kysten og øker sjøtemperaturen der økonomisk verdifulle kuldeartede arter som torsk og hummer lever.

Det er noen indikasjoner på at det kalde stedet under Grønland kan forandre atmosfæriske mønstre på en måte som kanaliserer varm luft over Europa, og øker sannsynligheten for vedvarende sommervarmebølger, sier Levke Caesar, PhD-student ved Potsdam Institutt for klimaforskningsforskning (PIK) og medforfatter av den andre nye studien. De endrede havstemperaturene fra en AMOC-avmatning kan også muligens bidra til å låse i kaldere vinterforhold over øst-USA, PIKs Stefan Rahmstorf, en medforfatter av samme forskning, har lagt til, selv om bevisene ikke er klare.

Inntil litt over 10 år siden hadde forskerne ikke noen direkte målinger av AMOC for å se hvordan det reelt reagerte på klimaendringer. Utplasseringen av RAPID-gruppen av instrumenter (kort for det britiske og amerikanske sponsede Rapid Climate Change-programmet) over Atlanterhavsbassenget har gitt at dataene sakte trickle inn, og "de har oppdaget at det er i svekkelse", sier Thornalley . Men det korte vinduet med data gir ikke et langsiktig perspektiv. Da de første dataene kom inn, trodde forskerne at svekkelsen kunne være en midlertidig forandring som følge av naturens oppturer og nedturer, men var klar over at det kunne være en del av en langt lengre nedgang.

Ledetråder fra fortiden

For å hjelpe til med å løse usikkerheten, gikk de lagene som var involvert i de nye studiene til det som kalles paleoklimatiske markører, som fanger forbi endringer i jordens klima for å se hvordan disse siste endringene passer inn. Thornalley og hans kolleger brukte sedimentkjerner samlet fra havbunnen sammen den amerikanske østkysten for å avdekke hvor dype havstrømmer knyttet til AMOC har endret seg over tid; sterkere strømmer deponerer større korn av sediment. De så også på små skapninger som ble fossilisert i sedimentkjerner, hvorav noen hadde blomstret i kaldere forhold, andre i varmere - for å se hvordan havstemperaturene forandret seg da AMOC vokste og avtog i styrke. Caesar og Rahmstorfs studie brukte direkte målinger av havtemperaturer som går tilbake til slutten av 1800-tallet.

De to studiene kom til stort sett liknende konklusjoner: AMOC er i en svært svekket tilstand - den mest anemiske det har vært i de siste 1600 årene, ifølge Thornalleys resultater.

Studiene er forskjellige på tidspunktet for når den svakningen begynte. Thornalleys rekord, som spenner over de 1600 årene, antyder at det startet på slutten av den lille istiden, en periode fra ca 1350 til 1850, da sol og vulkanske påvirkninger presset temperaturer over den nordlige halvkule og isbreer og isark utvidet. Da den lille istid slutt og temperaturen varmer, smeltet is og ferskvann i Nordatlanten. Resultatene tyder på at den nåværende tilstanden til AMOC er den svakeste den har vært over den hele lange posten. Hvorvidt dagens tilstand bare er en fortsettelse av den reaksjonen, eller om global oppvarming også har begynt å chip inn, er ikke klart, sier han. Caesar, i mellomtiden, satte vendepunktet mot en svakere AMOC i midten av 20-tallet, noe som tyder på at det er på grunn av påvirkning av menneskeskapt oppvarming. Hennes lags rekord strekker seg ikke så langt tilbake.

De to resultatene utelukker ikke hverandre. Begge poster viser stort sett lignende mønstre i tilbakegang. "Vi synes det er ganske bemerkelsesverdig at alle bevisene er konvergerende, " sier Thornalley. Men å fastslå tidspunktet for svekkingsutviklingen vil gi bedre ledetråder om hva som kjører det, så vel som hvor raskt det skjer, og hvor raskt vi kan forvente å se noen av de resulterende klimapåvirkningene.

Allerede, sier Thornalley, det er klart at Maine-havnen har sine varmeste temperaturer de siste 1600 årene. Det er også "tantalizing glimpses" av raskere havnivå økning i USA, sier han.

Forskerne er nysgjerrige på at klimamodellene synes å mangle noe i AMOC-prosessen. De fanger ikke denne tidligere oppførselen og betydelig svekkelse. Hvis resultatene av disse studiene bære ut, sier Delworth, det er mulig at modellene ikke er følsomme nok til endringene i ferskvann i havet som skjer, eller de er ikke factoring i alle de viktige endringene som har påvirket sirkulasjonen. En 2017-studie som så på hva som ville skje hvis klimamodellene bidro til at smelten så det forårsaket en skarpere respons fra AMOC enn det ellers hadde vært foreslått.

Jo større grunn til bekymring ville være hvis modeller feilaktig fanger systemets følsomhet, sier Delworth, fordi det betyr at forskeren har undervurdert hvor raskt AMOC kan reagere. "Det avhenger virkelig av hvorfor modellene ikke stemmer overens med paleo-resultatene, " sier han.

Mens modellere jobber med å finne ut det, prøver Thornalley og andre å utvide paleoklimatrekordet for å se om mønsteret de fant vises på andre steder i hele Atlanterhavet, og om de kan forlenge det lenger tilbake i tid. De leter også etter tegn på hvor mye ferskvann kan ha utløst svekkelsen på slutten av den lille istiden.

Fremover vil RAPID-instrumentene sakte bidra til å utrydde AMOCs oppførsel. «Det er bare at vi må vente et par år, » sier Caesar, da noen konsekvenser allerede kan skje.

"Hva skaper meg:" Mary-Dell ChiltonEt naturgassverk med karbonbegrensninger - og en utløpsdatoPlanetary Medicine Trengte å håndtere global oppvarmingKan Epigenetics hjelpe Crops Adapt to Climate Change?Porøs vitenskap: Hvordan puster en utviklende kylling inn i eggeskallet?Gå inn i Twilight Zone: Kan Earthlings justere til en lengre dag på Mars?Full Recovery Usannsynlig for NASAs Planet-Jakt Kepler SpacecraftHuman inventar kontroll