Warmere winters beginnen de structuur van de Zwarte Zee te veranderen, die een voorbode zou kunnen zijn van hoe de samenstelling van de oceanen zou kunnen verschuiven van toekomstige klimaatverandering, volgens nieuw onderzoek.

Een nieuwe studie gepubliceerd in AGU's Journal of Geophysical Research:Oceanen analyseren van watertemperaturen, dichtheid en zoutgehalte in de Zwarte Zee van 2005 tot 2019 vindt opwarmend winterweer warmt de middelste waterlaag van de Zwarte Zee op, bekend als de koude tussenlaag, die bestaat tussen de zuurstofvrije onderlaag van de zee en de zuurstofrijke bovenlaag van water. Door deze opwarming vermengt de koude tussenlaag zich met de andere twee waterlagen, volgens het nieuwe onderzoek.

Deze tussenlaag fluctueerde in het verleden, maar in de afgelopen 14 jaar is de kerntemperatuur 0,7 graden Celsius (1,26 graden Fahrenheit) opgewarmd. Door de vermenging van de koude tussenlaag met de andere waterlagen zouden de watermassa's uit de diepere lagen van de zee uiteindelijk in de toplaag kunnen infiltreren, die onbekende gevolgen zouden hebben voor het zeeleven in de zee.

De nieuwe studie suggereert dat klimaatverandering ervoor zorgt dat de tussenlaag opwarmt en verandert, maar natuurlijke fluctuaties kunnen ook een rol spelen, volgens de auteurs van de studie.

Het bestuderen van veranderingen in kleinere waterlichamen zoals de Zwarte Zee laat wetenschappers zien hoe grotere watermassa's in de toekomst zouden kunnen evolueren. De nieuwe studie suggereert wat er kan gebeuren met de oceanen van de aarde als het klimaat blijft opwarmen, volgens de onderzoekers.

Watermassa's, die in wateren over de hele wereld voorkomen, het klimaat op aarde beïnvloeden en voedingsstoffen over de hele wereld verplaatsen. Veranderingen in de samenstelling van oceanische massa's kunnen de mondiale stromingen hervormen, die het klimaat en de ecosystemen van de planeet beïnvloeden.

Het is moeilijk om enorme watermassa's in de oceanen te bestuderen, dus wetenschappers gebruiken regionale watermassa's zoals die in de Zwarte Zee om te bepalen hoe klimaatverandering de oceanische massa's kan beïnvloeden.

"We willen op zijn minst weten wat er kan gebeuren onder verschillende scenario's voor wereldwijde klimaatverandering, " zei Emil Stanev, een fysisch oceanograaf bij Helmholtz-Zentrum Geesthacht Centrum voor Materiaal- en Kustonderzoek in Geesthacht, Duitsland, en hoofdauteur van de nieuwe studie.

Veranderende watermassa's

De Zwarte Zee ligt tussen de Balkan en Oost-Europa en ontvangt water van veel grote Europese rivieren. Het ontvangt en verliest ook water via de Straat van Bosporus, die de Zwarte Zee met de Middellandse Zee verbindt. De waterstratificatie van de Zwarte Zee is het resultaat van de vermenging van verschillende waterbronnen, het creëren van watermassa's in de zee.

Watermassa's hebben verschillende temperaturen, zoutgehalte, en dichtheden, meestal geïdentificeerd door hun horizontale en verticale posities in waterlichamen. De diepte van de koude tussenliggende watermassa van de Zwarte Zee varieert afhankelijk van de afstand tot de kust. De massa scheidt het zoutarme oppervlaktewater van het zoutrijke bodemwater. Elk van de waterlagen van de zee herbergt specifieke organismen die geschikt zijn voor de oceanografische omstandigheden.

Wetenschappers bestudeerden eerder de koude tussenlaag van de Zwarte Zee, maar ze hadden niet geanalyseerd hoe het in de loop van de tijd is veranderd.

"Ze hebben niet te veel aandacht besteed aan de evolutie van de watermassa's, ' zei Stanev.

In de nieuwe studie Stanev en zijn collega's brachten 14 jaar lang de evolutie van de koude tussenliggende watermassa van de Zwarte Zee in kaart. de voortgang ervan te vergelijken met de klimaattrends in de regio. Ze gebruikten drijvers op batterijen om de temperatuur te meten, dichtheid en zoutgehalte van het zeeoppervlak tot 1000 meter (3281 voet) op verschillende punten gedurende de seizoenen. Vervolgens vergeleken ze de vlottergegevens met de temperatuur van de oppervlaktelucht om te zien of er een verband was tussen warmere winters en veranderingen in de temperatuur en het zoutgehalte van de koude tussenliggende watermassa.

Ze ontdekten dat schommelingen in het winterweer de temperatuur en het zoutgehalte van de koude tussenlaag veranderden, maar de dichtheid van de watermassa bleef nagenoeg gelijk. De koude tussenlaag van de Zwarte Zee werd warmer, waardoor de randen opgaan in de bovenste en onderste lagen van de zee. Als deze trend zich voortzet, het zou mogelijk de gelaagdheid van de zee kunnen veranderen, volgens de auteurs van de studie. Herstructurering van de lagen kan sulfiden opleveren, bijtende en schadelijke chemicaliën op de zeebodem, tot aan de oppervlakte, gevolgen hebben voor de zeedieren en het toerisme.

Klimaatverandering kan de zee opwarmen, maar natuurlijke variabiliteit kan ook verantwoordelijk zijn, volgens James Murray, een chemisch oceanograaf aan de Universiteit van Washington, die niet betrokken was bij de nieuwe studie. Onderzoek uit het verleden, zowel door Murray als door andere wetenschappers, heeft aangetoond dat de waterlagen van de Zwarte Zee sinds de jaren vijftig door warme en koele perioden hebben gefietst.

Echter, de koude tussenlaag van de Zwarte Zee is nog nooit zo warm geweest, voegde Murray toe.

Zowel Stanev als Murray zijn het erover eens dat meer onderzoek naar de evolutie van de lagen van de Zwarte Zee nodig is. Voortzetting van het bestuderen van de koude tussenlaag van de Zwarte Zee en de fluctuaties ervan zal aangeven of klimaatverandering achter de geleidelijke verdwijning van de laag zit.