Door de opwarming van de aarde, niet alleen de temperaturen in de atmosfeer en in de oceaan stijgen, maar ook winden en oceaanstromingen en de zuurstofverdeling in de oceaan veranderen. Bijvoorbeeld, het zuurstofgehalte in de oceaan is de afgelopen 60 jaar wereldwijd met ongeveer 2% afgenomen, bijzonder sterk in de tropische oceanen. Echter, deze regio's worden gekenmerkt door een complex systeem van oceaanstromingen. Op de evenaar, een van de sterkste stromingen, de equatoriale onderstroom (EUC), transporteert watermassa's oostwaarts over de Atlantische Oceaan. Het watertransport door het EUC is meer dan 60 keer groter dan dat van de Amazone-rivier.

Voor vele jaren, wetenschappers van GEOMAR hebben in samenwerking met het internationale PIRATA-programma fluctuaties van deze stroom onderzocht met vaste observatieplatforms, zogenaamde ligplaatsen. Op basis van de gegevens verkregen van deze ligplaatsen, zij konden aantonen dat de EUC tussen 2008 en 2018 met meer dan 20% is versterkt. De intensivering van deze grote oceaanstroom gaat gepaard met toenemende zuurstofconcentraties in de equatoriale Atlantische Oceaan en een toename van de zuurstofrijke laag aan de oppervlakte. Een dergelijke verdikking van de zuurstofrijke oppervlaktelaag vertegenwoordigt een habitatuitbreiding voor tropische pelagische vissen. De resultaten van het onderzoek zijn nu gepubliceerd in het internationale tijdschrift Natuur Geowetenschappen .

"Aanvankelijk, deze verklaring klinkt bemoedigend, maar het beschrijft niet de hele complexiteit van het systeem", zegt projectleider en eerste auteur prof.dr. Peter Brandt van GEOMAR. "We hebben geconstateerd dat de versterking van de equatoriale onderstroom voornamelijk wordt veroorzaakt door een versterking van de passaatwinden in de westelijke tropische Noord-Atlantische Oceaan", Peter Brandt legt het verder uit. De analyse van een dataset van 60 jaar heeft aangetoond dat de recente toename van zuurstof in de bovenste equatoriale Atlantische Oceaan gepaard gaat met een multidecadale variabiliteit die wordt gekenmerkt door lage zuurstofconcentraties in de jaren negentig en vroege jaren 2000 en hoge concentraties in de jaren zestig en zeventig. "In dit opzicht, onze resultaten zijn niet in tegenspraak met de wereldwijde trend, maar geven aan dat de waargenomen stroomintensivering waarschijnlijk terug zal schakelen naar een fase van zwakkere stromen die gepaard gaan met verbeterde zuurstofreductie. Het toont de noodzaak aan van langetermijnwaarnemingen om natuurlijke fluctuaties van het klimaatsysteem te kunnen scheiden van trends zoals zuurstoftekort veroorzaakt door klimaatopwarming", zegt Brandt.

De veranderingen in de zuurstofvoorziening in de tropen als gevolg van circulatiefluctuaties hebben gevolgen voor mariene ecosystemen en uiteindelijk voor de visserij in deze regio's. "Habitatcompressie of -uitbreiding voor tropische pelagische vissen kan leiden tot veranderde roofdier-prooirelaties, maar maken het ook bijzonder moeilijk om overbevissing van economisch relevante vissoorten te beoordelen, zoals tonijn", zegt dr. Rainer Kiko, co-auteur van het Laboratoire d'Océanographie de Villefranche aan de Sorbonne University, Parijs.

De onderzoeken zijn mede gebaseerd op een scheepsexpeditie die eind 2019 met het Duitse onderzoeksschip METEOR langs de evenaar is uitgevoerd. Deze expeditie omvatte een fysieke, chemisch, biogeochemisch en biologisch meetprogramma dat de ontwikkeling van klimaatgebaseerde voorspellingen voor mariene ecosystemen ondersteunt als onderdeel van het door de EU gefinancierde TRIATLAS-project. Terwijl een andere expeditie met RV METEOR langs de evenaar moest worden geannuleerd vanwege de COVID-19-pandemie, verschillende langdurige ligplaatsen in de tropische Atlantische Oceaan - waaronder die aan de evenaar - zullen nu worden hersteld en opnieuw ingezet tijdens een extra expeditie met RV SONNE in juni-augustus 2021, uiteraard onder strikte quarantainevoorwaarden.