De oceaanstromingen die de Atlantische kusten van Europa en Noord-Amerika helpen opwarmen, zijn sinds de jaren 1800 aanzienlijk vertraagd en zijn op hun zwakst in 1600 jaar, volgens nieuw onderzoek dat mijn collega's en ik hebben uitgevoerd. Zoals we hebben uiteengezet in een nieuwe studie in Natuur , de verzwakking van dit oceaancirculatiesysteem is misschien op natuurlijke wijze begonnen, maar wordt waarschijnlijk voortgezet door klimaatverandering die verband houdt met de uitstoot van broeikasgassen.

Deze circulatie is een belangrijke speler in het klimaatsysteem van de aarde en een grote of abrupte vertraging kan wereldwijde gevolgen hebben. Het zou de zeespiegel aan de oostkust van de VS kunnen doen stijgen, Europese weerpatronen of regenpatronen meer wereldwijd veranderen, en de zeedieren pijn doen.

We weten dat aan het einde van de laatste grote ijstijd, snelle fluctuaties in de circulatie leidden tot extreme klimaatveranderingen op wereldschaal. Een overdreven (maar angstaanjagend) voorbeeld van zo'n plotselinge gebeurtenis werd geportretteerd in de kaskraker uit 2004 The Day After Tomorrow.

De recente verzwakking die we hebben gevonden, werd waarschijnlijk veroorzaakt door de opwarming in de Noord-Atlantische Oceaan en de toevoeging van zoet water door toegenomen regenval en smeltend ijs. Het is al zo vaak voorspeld, maar tot nu, hoeveel verzwakking er al is opgetreden, is grotendeels een mysterie gebleven. De omvang van de veranderingen die we hebben ontdekt, komt voor velen als een verrassing, inclusief mezelf, en wijst op belangrijke veranderingen in de toekomst.

Het circulatiesysteem in kwestie staat bekend als de "Atlantic Meridional Overturning Circulation" (AMOC). De AMOC is als een gigantische transportband van water. Het transporteert warme, zout water naar de Noord-Atlantische Oceaan, waar het erg koud wordt en zinkt. Eenmaal in de diepe oceaan stroomt het water terug naar het zuiden en dan over de hele wereldzeeën. Deze transportband is een van de belangrijkste transporteurs van warmte in het klimaatsysteem en omvat de Golfstroom, bekend om het warm houden van West-Europa.

Klimaatmodellen hebben consequent voorspeld dat het AMOC zal vertragen als gevolg van de opwarming van de broeikasgassen en de daarmee samenhangende veranderingen in de watercyclus. Vanwege deze voorspellingen - en de mogelijkheid van abrupte klimaatveranderingen - hebben wetenschappers het AMOC sinds 2004 gevolgd met instrumenten die op belangrijke locaties over de Atlantische Oceaan zijn gespannen. Maar om de modelvoorspellingen echt te testen en uit te zoeken hoe klimaatverandering de transportband beïnvloedt, hadden we veel langere records nodig.

Op zoek naar patronen

Om deze records te maken, onze onderzoeksgroep - geleid door Dr. David Thornalley van University College London - gebruikte het idee dat een verandering in het AMOC een uniek patroon van impact op de oceaan heeft. Wanneer de AMOC zwakker wordt, de noordoostelijke Atlantische Oceaan koelt af en delen van de westelijke Atlantische Oceaan worden met een bepaalde hoeveelheid warmer. We kunnen naar dit patroon zoeken in eerdere records van oceaantemperatuur om na te gaan hoe de circulatie in het verleden was.

Een andere studie in hetzelfde nummer van Nature, geleid door onderzoekers van de Universiteit van Potsdam in Duitsland, gebruikte historische waarnemingen van temperatuur om de vingerafdruk te controleren. Ze ontdekten dat het AMOC sinds 1950 met ongeveer 15% in kracht was afgenomen, wijzend op de rol van door de mens veroorzaakte uitstoot van broeikasgassen als de primaire oorzaak.

In onze krant, dat ook deel uitmaakt van het EU ATLAS-project, we hebben dezelfde vingerafdruk gevonden. Maar in plaats van historische waarnemingen te gebruiken, gebruikten we onze expertise in klimaatonderzoek in het verleden om veel verder terug in de tijd te gaan. We hebben dit gedaan door bekende gegevens van de overblijfselen van kleine zeedieren die in diepzeemodder zijn gevonden, te combineren. De temperatuur kan worden berekend door te kijken naar de hoeveelheden van verschillende soorten en de chemische samenstelling van hun skeletten.

We waren ook in staat om de huidige snelheden van de diepe oceaan in het verleden rechtstreeks te meten door naar de modder zelf te kijken. Grotere modderkorrels impliceren snellere stromingen, terwijl kleinere korrels betekenen dat de stromingen zwakker waren. Beide technieken wijzen op een verzwakking van het AMOC sinds ongeveer 1850, opnieuw met ongeveer 15% tot 20%. belangrijk, de moderne verzwakking is heel anders dan alles wat we de afgelopen 1600 jaar hebben gezien, wijzend op een combinatie van natuurlijke en menselijke drijfveren.

Het verschil in timing van de start van de AMOC-verzwakking in de twee studies zal meer wetenschappelijke aandacht vergen. Ondanks dit verschil, beide nieuwe studies roepen belangrijke vragen op over de vraag of klimaatmodellen de historische veranderingen in de oceaancirculatie simuleren, en of we sommige van onze toekomstige projecties moeten herzien.

Echter, elke extra lange record maakt het gemakkelijker om te evalueren hoe goed de modellen dit sleutelelement van het klimaatsysteem simuleren. In feite, het evalueren van modellen aan de hand van deze lange records kan een cruciale stap zijn als we hopen mogelijke extreme AMOC-gebeurtenissen en hun klimaateffecten nauwkeurig te voorspellen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.