Dr. Moriaki Yasuhara, Dr. Hisayo Okahashi, en Dr. Huai-Hsuan May Huang van de School of Biological Sciences en het Swire Institute of Marine Science van de University of Hong Kong (HKU), in samenwerking met wetenschappers van het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University, Duke universiteit, en US Geological Survey hebben onlangs hun ontdekking gerapporteerd over een belangrijke oorzaak van vroegere en misschien toekomstige abrupte klimaatverandering, namelijk diepwaterdynamiek in de Noord-Atlantische Oceaan in het tijdschrift Geologie .

Sinds het voorstel van het "transportband"-paradigma door Wallace S. Broecker in de jaren tachtig, de diepe oceaancirculatie, nu bekend als de Atlantische meridionale kantelende circulatie (AMOC), algemeen beschouwd als een belangrijke aanjager van de wereldwijde klimaatveranderingen. AMOC is een proces waarbij koud en zout oppervlaktewater in de diepe oceaan in de Noord-Atlantische Oceaan op grote breedtegraden zakt, het diepe water op een lager niveau (bekend als North Atlantic Deep Water:NADW) stroomt naar het zuiden (Afbeelding 1), en komt uiteindelijk naar de oppervlakte in de noordelijke Stille Oceaan. Het is bekend dat de kracht van deze circulatie de wereldwijde warmtestroom en regionale klimaten beïnvloedt. Om deze circulatiedynamiek te bestuderen, vooral de Noord-Atlantische Oceaan is belangrijk, omdat het de plek is waar diep water wordt gevormd door afkoeling van oppervlaktewater op de hoge breedtegraden.

Het onderste (diepere) deel van NADW onder 2, 500 meter is goed bestudeerd, maar het gedrag van de bovenste NADW (intermediair water) is slecht begrepen sinds de laatste deglaciatie, dat wil zeggen, de overgangsperiode van de laatste ijstijd naar de warmere hedendaagse interglaciale klimaattoestand. Verder, NADW-dynamiek voor het verleden ~11, 700 jaar (bekend als het Holoceen) blijven twijfelachtig. Dr. Yasuhara en zijn medewerkers toonden aan dat de subtropische Noord-Atlantische watertemperatuur aanzienlijk varieerde gedurende beide tijdsperioden, gebaseerd op geochemie van sporenelementen van verkalkte schelpen van diepzee-microschaaldieren Ostracoda in een sedimentkern. Hun reconstructies onthullen een reeks abrupte opwarmingsgebeurtenissen op meerdere eeuwen schaal die waarschijnlijk worden veroorzaakt door de verminderde diepwatercirculatie. De auteurs ontdekten ook dat veel van deze verzwakking van de diepwatercirculatie algemeen kan worden herkend in de westelijke Noord-Atlantische Oceaan. Deze deglaciaal-Holocene dynamiek van de diepwatercirculatie is belangrijk voor het begrijpen van huidige en toekomstige trends in het klimaatsysteem van de aarde, omdat opwarming en de resulterende poolijssmelt de diepwatercirculatie kan veranderen. Het recente IPBES-rapport van de Verenigde Naties (The Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services) geeft aan dat ongeveer 1 miljoen soorten nu met uitsterven worden bedreigd, en veranderingen in het klimaatsysteem van de aarde zijn een belangrijk deel van de reden hiervoor.

Hoofdauteur van de studie Dr. Yasuhara zei:"De circulatie in diep water in het Holoceen was dynamischer dan eerder werd gedacht. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat deze verandering in de circulatie in de Noord-Atlantische Oceaan de klimaten van afgelegen plaatsen, waaronder Oost-Azië, en ook mariene en terrestrische ecosystemen beïnvloedt. onlangs ontdekt door wetenschappers, waaronder mijn HKU-collega's Drs Benoit Thibodeau en Christelle Not, deze mondiale diepwatercirculatie is de afgelopen eeuw aanzienlijk verzwakt. Als er in de toekomst verdere verzwakking optreedt, er kunnen onverwacht brede implicaties zijn, niet alleen voor onze atomosferische en oceaansystemen, maar ook op de ecologische systemen van de aarde en onze samenleving."

"Het kwantificeren van de intensiteit van de Noord-Atlantische circulatie in het verleden is een van de grote uitdagingen van ons vakgebied. Om de omvang en het belang van de 20e-eeuwse verzwakkende trend in de circulatie beter te begrijpen, we hebben meer reconstructie nodig van de intensiteit ervan in het verleden, zoals die van de studie van Dr. Yasuhara en collega's." zei Dr. Thibodeau van de afdeling Aardwetenschappen, HKU.