De Antarctische Circumpolaire Stroom is de krachtigste en misschien wel de belangrijkste van de planeet. Het is de enige die vrij rond de wereld stroomt zonder te worden afgeleid door enige landmassa, tot 150 keer de stroom van alle rivieren ter wereld met de klok mee rond het bevroren continent sturen. Het verbindt alle andere oceanen, en wordt verondersteld een sleutelrol te spelen bij het reguleren van natuurlijke klimaatschommelingen die de aarde al miljoenen jaren herhaaldelijk hebben overspoeld. Maar er is nog veel niet bekend over hoe het werkt, inclusief hoe het nu zou kunnen reageren op door de mens veroorzaakte klimaatverandering.

Vanaf deze maand, zo'n 30 wetenschappers uit 13 landen willen de dynamiek van de stroming in het verleden bestuderen door in de zeebodem te boren in enkele van de meest afgelegen mariene regio's van de planeet. Ze zullen op 20 mei vertrekken vanuit Puntas Arenas, Chili op het schip JOIDES Resolution, om Expeditie 383 van het International Ocean Discovery Program te beginnen. De IODP is een samenwerking van wetenschappers van over de hele wereld die de geschiedenis van de aarde bestuderen zoals vastgelegd in sedimenten en rotsen onder de oceaanbodem.

"Dit is echt een belangrijk onderdeel van het wereldklimaatsysteem, omdat hier zoveel warmte en koolstof wordt uitgewisseld tussen de oceaan en de atmosfeer, " zei Gisela Winckler, co-hoofdwetenschapper van de cruise, een geochemicus en paleoklimatoloog aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University. "We moeten leren hoe de winden, de oceaan en de Antarctische ijskap hebben in het verleden gereageerd op de opwarming. Dat zal ons helpen te weten wat ze in de toekomst zouden kunnen doen."

De Antarctische Circumpolaire Stroom, of ACC, zoals wetenschappers het noemen, is eigenlijk een complexe reeks stromen. Spin-offs ervan blazen enorme hoeveelheden lang opgeslagen koolstofdioxide op, voedingsstoffen en opwarmen uit de diepe oceaan. Interacties met de lucht en zonlicht kunnen leiden tot grote bloei van fytoplankton, waarvan sommige terug de diepte in regenen. Maar wat CO ₂ lekt ook terug in de atmosfeer. De balans tussen deze twee processen en andere kan in de loop van de tijd veranderen; dit kan op zijn beurt de CO . veranderen ₂ inhoud van de atmosfeer, en daarmee de temperatuur van de planeet. De ACC wordt verondersteld te helpen meer CO . op te slaan ₂ in de oceaan tijdens koude periodes, en minder tijdens warme. Nu we een kunstmatig warme periode ingaan, gedreven door menselijke uitstoot van CO ₂ , hoe zal de ACC reageren? Zal het de opwarming afzwakken, of nog hoger zetten?

Om te onderzoeken wat er in het verleden is gebeurd, de wetenschappers boren in sediment dat vanaf 1 ligt 000 tot 5, 100 meter onder het zeeoppervlak, en breng kernen tot 500 meter lang aan. De eerste, ondiepere kernen komen van het continentaal plat langs de zuidelijkste kust van Chili, waar de ACC door de relatief smalle Drake Passage tussen Zuid-Amerika en het Antarctische schiereiland moet. Latere kernen zullen uit de zuidoostelijke Stille Oceaan komen, nabij de oceanische pool van ontoegankelijkheid. Ook bekend als Point Nemo, dit is de plek in de oceaan die het verst verwijderd is van welk land dan ook - meer dan 1, 000 mijl in elke richting. "Dat is best wel cool, en angstaanjagend, ’ zegt Winckler.

De kernen zullen naar verwachting schelpen bevatten van kleine wezens die al 8 miljoen jaar geleden stierven en naar de bodem zonken. Deze bevatten informatie over oude watertemperaturen, productie van plankton, nutriëntenconcentraties en andere eigenschappen die kunnen helpen bij het in kaart brengen van veranderingen in de sterkte van de ACC en andere werkingen. Sommige kernen uit de zuidoostelijke Stille Oceaan kunnen ook rotsachtig puin bevatten dat door gletsjers op Antarctica is geschraapt, in ijsbergen naar zee geraft, en zakte toen naar de bodem toen de bergen smolten. Veranderingen in dergelijk afval in de loop van de tijd zouden de onderzoekers in staat stellen te zien hoe de ijskap reageerde op koude en hete schommelingen die in de ACC waren gehaakt.

Kernen die voor de kust van Chili worden geboord, moeten sedimenten bevatten die rechtstreeks van het land zijn geblazen of gewassen, en veel sneller opgebouwd dan die uit de diepe zee. Hierdoor kunnen de onderzoekers de oorzaken en gevolgen van klimaatveranderingen lezen op schalen van slechts millennia, or even centuries—eyeblinks in geological time that most other marine records cannot produce.

One current mystery:for reasons that are not well understood, the powerful winds from the west that drive the ACC's clockwise motion have increased in recent decades; yet the ACC itself has not become any stronger as a result. The coring may help the scientists test hypotheses about why this is so.

The cruise "will provide important information for more accurately forecasting the rate and magnitude of future global climate change related to increasing atmospheric carbon dioxide levels, " said Jamie Allen, program director at the U.S. National Science Foundation's Division of Ocean Sciences, which supports the IODP.