Hout van bomen die duizenden jaren geleden in Arctisch-afvoerende rivieren zijn gevallen, geeft wetenschappers een gedetailleerd beeld van hoe de circulatie in de Noordelijke IJszee de afgelopen 12 jaar is veranderd, 000 jaar.

In een nieuwe studie, onderzoekers gebruikten bijna 1, 000 stukken drijfhout verzameld vanaf de Arctische kusten sinds de jaren 1950 om de omvang van het Arctische zee-ijs en de oceaancirculatie sinds het begin van het Holoceen te volgen.

Drijfhout komt vanuit rivieren de Noordelijke IJszee binnen. Sommige drijfhout raakt bevroren in zee-ijs, en drijft op een vlot van zee-ijs totdat het ijs smelt en het hout de kust bereikt. In de nieuwe studie wetenschappers gebruikten drijfhoutmonsters om de twee belangrijkste stromingen in de Noordelijke IJszee om de paar duizend jaar afwisselend te domineren, met één stroming die de vorming van zee-ijs bevordert en één die de afname van zee-ijs bevordert.

De stromingen in de Noordelijke IJszee veranderen in de loop van de tijd, en inzicht in eerdere veranderingen in deze stromingen kan licht werpen op hoe de huidige temperatuurstijging de omvang van het zee-ijs kan beïnvloeden. De resultaten van de nieuwe studie helpen de huidige afname van het zee-ijs in de Noordelijke IJszee in de juiste context te plaatsen en helpen onderzoekers de drijfveren van de circulatie en het klimaat in de Noordelijke IJszee in de loop van de tijd beter te begrijpen. volgens de auteurs van de studie.

"De inzichten die kunnen worden verkregen uit drijfhout aan de Arctische kusten geven ons een breder begrip van de Noordelijke IJszee, op een oplossing in tijd en ruimte die nog niet mogelijk was, " zei Georgia Hole, een geofysicus aan de Universiteit van Oxford in het Verenigd Koninkrijk en hoofdauteur van de nieuwe studie in de Journal of Geophysical Research:Oceanen , een tijdschrift van de American Geophysical Union.

De omvang van het Arctische zee-ijs is de afgelopen drie decennia gestaag afgenomen en bereikte een recordminimum in 2012. Onderzoekers willen weten hoe het Arctische zee-ijs in het verleden groeide en kromp om te begrijpen wat er in de toekomst zou kunnen gebeuren. Veranderingen in zee-ijs zijn gekoppeld aan veranderingen in het Arctische klimaat, en het noordpoolgebied warmt sneller op dan enig ander gebied op aarde.

"Nu hebben we satellietbeelden om de huidige verandering van zee-ijs te meten, maar het is moeilijk om te weten welke snelle veranderingen in het verleden mogelijk waren, Hole zei. "Door onze kennis van de schaal en het patroon van het verlies en de groei van zee-ijs in het Holoceen te vergroten, krijgen we een veel beter beeld van hoe het zee-ijs van de Noordpool reageert tijdens wisselende klimatologische omstandigheden."

Reconstructie van vroegere oceaanveranderingen

Zee-ijsrecords van vóór het satelliettijdperk zijn schaars en wetenschappers kunnen de omvang van het zee-ijs niet direct meten. Wetenschappers gebruiken proxies zoals oceaansedimentkernen om de omvang van het zee-ijs in het verleden te meten, maar oceaankernen zijn duur om te verzamelen en kunnen alleen veranderingen in zee-ijs laten zien die zich gedurende duizenden jaren voordoen.

Sinds de jaren vijftig, onderzoekers hebben drijfhout gebruikt om gegevens te verzamelen over zee-ijs uit het verleden en, door verlenging, Arctisch klimaat. Drijfhout is minder duur om te verzamelen dan oceaankernen en kan wetenschappers vertellen over klimaatveranderingen op een schaal van 250-500 jaar, in plaats van duizenden jaren.

Wanneer bomen langs de oevers van de rivieren die in de Noordelijke IJszee afwateren, afsterven, ze vallen in het water, en drijfhout van deze bomen stroomt uiteindelijk in de Noordelijke IJszee. Een deel van dit drijfhout wordt opgesloten in zee-ijs dat zich in de winter vormt en over de zee raast. Als het zee-ijs in de lente smelt, het drijfhout spoelt aan op verre kusten, afhankelijk van waar de heersende oceaanstroom het naartoe voert.

Na het verzamelen van een stuk drijfhout, onderzoekers gebruiken koolstofdatering om erachter te komen hoe oud het is en gebruiken de boomsoorten om te bepalen of het uit Noord-Amerikaanse of Siberische bossen kwam. De leeftijd van het hout kennende, plaats van herkomst, en waar het werd verzameld, onderzoekers kunnen dan achterhalen hoe het oceaanwater circuleerde tijdens de tijd dat het hout reisde en schatten hoeveel zee-ijs aanwezig was.

Zeestromingen volgen

In de nieuwe studie onderzoekers verzamelden alle drijfhoutgegevens uit eerdere onderzoeken die ze konden vinden - zelfs die uit de jaren vijftig. Ze brachten de verspreiding van 913 drijfhoutmonsters in kaart en vergeleken deze met bekende gegevens van vroegere klimaatomstandigheden om een ​​geschiedenis van de omvang van het zee-ijs en de oceaancirculatie over de hele Noordelijke IJszee tijdens het Holoceen te reconstrueren.

De onderzoekers ontdekten dat de omvang van het zee-ijs de afgelopen 12, 000 jaar terwijl de twee belangrijkste stromingen in de Noordelijke IJszee elkaar in intensiteit afwisselden.

Ze vonden bewijs van meer zee-ijs in het vroege Holoceen, tussen 12, 000 en 8, 000 jaar geleden, terwijl de Beaufort Gyre de circulatie in de Noordelijke IJszee domineerde. De Beaufort Gyre is een stroom met de klok mee die zee-ijs in de Noordelijke IJszee recirculeert en ervoor zorgt dat ijs meerdere jaren meegaat.

In het midden van het Holoceen, tussen 8, 000 en 4, 000 jaar geleden, de temperaturen stegen en de Transpolar Drift domineerde. De Transpolar Drift verplaatst water en ijs in een bijna rechte richting van Siberië naar het westen richting Groenland en Svalbard. Het heeft de neiging om zee-ijs te vernietigen en het sneller te laten smelten. Eindelijk, in het late Holoceen, 4, 000 jaar geleden tot heden, de temperaturen daalden weer, de Beaufort Gyre versterkt, en meer zee-ijs kon circuleren in de Noordelijke IJszee.

"Algemeen, de nieuwe studie geeft ons veel meer inzicht in deze veranderingen in Arctisch zee-ijs, en het belang van deze twee circulatiepatronen bij het aansturen van zee-ijsfluctuaties in de afgelopen 12, 000 jaar, Hole zei. "Omdat de toestand van het noordpoolgebied duidelijk zo'n invloedrijke factor is in het bredere klimaatsysteem, het vergroten van onze kennis van de dynamiek van het zee-ijs in het verleden is nodig om de Holocene Arctische klimatologische toestand te onthullen en om de klimatologische en biotische reacties en feedback van het Arctische systeem op de toenemende wereldwijde gemiddelde temperaturen te onderzoeken."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.