Diep water in de Rode Zee wordt veel sneller aangevuld dan eerder werd gedacht en de circulatie ervan wordt direct beïnvloed door grote klimatologische gebeurtenissen, inclusief vulkaanuitbarstingen, KAUST-onderzoekers hebben gevonden.

Wateren met een diepte van 300 tot 2000 meter in de Rode Zee worden erkend als het warmste en zoutste diepe water ter wereld, met bijna homogene temperaturen boven 20 graden Celsius en saliniteiten hoger dan 40,5 praktische saliniteitseenheden (psu). Het wereldgemiddelde voor vergelijkbare diepten is 2,5 graden Celsius en 35 psu.

Tot nu, onderzoek heeft gesuggereerd dat het diepe water van de Rode Zee relatief stilstaat, duurt ongeveer 36 tot 90 jaar om te vernieuwen, en dat de belangrijkste bron van vernieuwing het water is dat uit de noordelijke Golf van Suez en Aqaba in het hoofdbekken van de zee stroomt.

KAUST Universitair hoofddocent Ibrahim Hotteit, die gespecialiseerd is in het modelleren van aardvloeistoffen, met Fengchao Yao, een fysieke oceanograaf, gebruikte een oceaancirculatiesimulator om meer inzicht te krijgen in de circulatie van het diepe water van de Rode Zee.

Ze vergeleken de temperatuur- en zoutgehaltegegevens verzameld door zes cruises langs de centrale as van de Rode Zee en vonden bewijs dat diepe veranderingen in de circulatie in de periode tussen 1982 en 2011 aantoonde. Vervolgens gebruikten ze atmosferische gegevens om de driedimensionale circulatie van de Rode Zee over de een periode van 20 jaar.

"We ontdekten dat het diepe water van de Rode Zee in de periode van 1982 tot 2001 vrij snelle vernieuwingen doormaakte, wat indruist tegen het conventionele idee dat het meestal stagneert, ' zegt Yao.

De vulkaanuitbarsting El Chichón in 1982 in Mexico en de uitbarsting van Mount Pinatubo in de Filippijnen in 1991 waren hierbij betrokken. "De modelsimulatie koppelde deze vernieuwingen in diep water ook overtuigend aan de wereldwijde klimaatvariabiliteit die gepaard gaat met afgelegen vulkaanuitbarstingen en de Noord-Atlantische Oscillatie, een inherente atmosferische variabiliteit die vooral Europa treft, ' legde Yao uit.

Over het algemeen, vulkaanuitbarstingen verwarmen de middelste atmosfeer van de tropen door grote hoeveelheden sulfaataerosolen vrij te geven, die de zonnestralen absorberen voor een periode van maximaal twee jaar. De westelijke straal over de Atlantische Oceaan wordt sterker naarmate de atmosferische circulatie zich aanpast aan deze opwarming. Dit, beurtelings, neemt droog toe, koude noordwestenwinden boven de Rode Zee:warmte gaat verloren van het zeewater naar de lucht, en de oppervlaktetemperatuur wordt koud genoeg om warmer water te laten stijgen en kouder water te laten zinken. Dit staat bekend als open-oceaan diepe convectie.

In tegenstelling tot eerdere onderzoeken, Hoteit en Yao ontdekten dat het deze diepe convectie in de open oceaan was die de primaire bron vormde voor de aanvulling van het diepe water van de Rode Zee, terwijl de waterstromen afkomstig uit de Golf van Suez en Aqaba secundaire bronnen vormden.

Organische stof uit oppervlaktewater valt naar beneden, waar het ontleedt in zijn minerale basiscomponenten. Dit maakt diep water rijk aan voedingsstoffen, dus de circulatie ervan beïnvloedt de gezondheid van het ecosysteem van de Rode Zee als geheel. "Ook, omdat de bodem van de Rode Zee rijk is aan minerale afzettingen en metalen, het begrijpen van diepe circulaties is van vitaal belang voor ecologisch duurzame diepzee-exploratie en mijnbouw, ", zegt Hotit.