Nieuw onderzoek gepubliceerd in Natuur Communicatie Aarde &Milieu gebruikt gegevens van twee aanhoudende open-oceaan hydrografische stations in de Noord-Atlantische Oceaan bij Bermuda om recente veranderingen in de oceaanfysica en -chemie sinds de jaren tachtig aan te tonen. De studie toont decadale variabiliteit en recente versnelling van de oppervlakteopwarming, verzilting, deoxygenatie, en veranderingen in kooldioxide (CO ₂ )-carbonaatchemie die oceaanverzuring veroorzaakt.

De studie maakte gebruik van datasets van Hydrostation 'S' en de Bermuda Atlantic Time-series Study (BATS) -projecten van het Bermuda Institute of Ocean Sciences (BIOS). Beiden worden geleid door professor Nicholas Bates, BIOS senior wetenschapper en de hoofdonderzoeker van het project (PI), en Rod Johnson, BIOS-assistent-wetenschapper en de co-PI van de projecten. Samen, deze tijdreeksen vertegenwoordigen de twee langste aaneengesloten records van gegevens van de wereldwijde open oceaan.

"De vier decennia aan gegevens van BATS en Hydrostation 'S' laten zien dat de oceaan in de loop van de tijd niet uniform verandert en dat de koolstofput in de oceaan de afgelopen tijd niet stabiel is met variabiliteit van decennium tot decennium, ' zei Bats.

Van de twee locaties Hydrostation 'S' is de oudste, ligt ongeveer 25 km ten zuidoosten van Bermuda en bestaat uit herhaalde tweewekelijkse hydrografische waarnemingen van temperatuur, zoutgehalte, en opgeloste zuurstof geleid door de waterkolom sinds 1954. De Bermuda Atlantic Time-series Study (BATS) site ligt ongeveer 50 mijl (80 km) ten zuidoosten van Bermuda. Het bestaat uit maandelijkse bemonstering van de natuurkunde, scheikunde, en biologie van de gehele waterkolom sinds 1988. De datasets van het onderzoek vertegenwoordigen meer dan 1381 cruises naar Hydrostation 'S' van 1954 tot 2020 en meer dan 450 cruises naar BATS van 1988 tot eind 2019.

Resultaten toonden aan dat, de afgelopen 40 jaar, de oppervlaktetemperaturen in de Sargassozee zijn met 0,85 +/- 0,12oC gestegen, waarbij de zomerse oppervlaktetemperaturen sneller stijgen dan in de winter. Aanvullend, de winter ( <22°C) is de toestand van de oceaan bijna een maand korter geworden, terwijl het zomerseizoen (met water warmer dan 25°C) langer is geworden. Gedurende dezelfde periode, het zoutgehalte van het oppervlak nam ook toe met ~0,11 +/- 0,02. belangrijk, deze gegevens tonen bewijs van decadale variabiliteit; echter, gedurende het laatste decennium (2010-2019), snelle opwarming van 1,18oC en verzilting van 0,14 heeft plaatsgevonden.

De gegevens laten ook een trend zien van afname van opgeloste zuurstof (DO) in de Sargassozee sinds de jaren tachtig, wat neerkomt op een verlies van ~2% per decennium. Gezien de opwarming van de oceaan waargenomen in de Sargassozee, de onderzoekers schatten dat de impact van de opwarming op de oplosbaarheid van DO waarschijnlijk zou hebben bijgedragen aan ongeveer 13% van de totale afname van DO in de afgelopen bijna 40 jaar. De resterende deoxygenatie (~ 87%) moet het gevolg zijn van het gecombineerde effect van veranderingen in de oceaanbiologie en -fysica.

De tijdreeksgegevens van BATS en Hydrostation 'S' maken directe detectie van het signaal van verzuring van de oceaan in de oppervlaktewateren van de Noord-Atlantische Oceaan mogelijk. Het typische pH-bereik van oppervlaktewateren in de jaren tachtig varieerde van pieken in de winter van ~8,2 tot dieptepunten in de zomer van ~8,08-8,10, terwijl de oceaan momenteel licht alkalisch blijft (~ 7,98-8,05). De snelheid van pH-verandering is ~0,0019 +/- 0,0001 jaar-1, wat een negatievere snelheid is dan eerder gerapporteerd en een toename van 20% in de waterstofionenconcentratie vertegenwoordigt sinds 1983. Deze veranderingen gingen gepaard met een significante toename van opgeloste anorganische koolstof en CO ₂ en afname van zowel calciet- als aragonietverzadigingstoestanden.

"Over veertig jaar zeewater CO ₂ - De omstandigheden van de carbonaatchemie zijn nu veranderd buiten de seizoensgebonden chemische veranderingen die in de jaren tachtig werden waargenomen, " Johnson zei. "De wijziging van zeewater CO ₂ -carbonaatchemie zal doorgaan met toekomstige antropogene CO ₂ uitstoot."

De waarnemingen bij Bermuda onthullen de substantiële decadale variaties en benadrukken de behoefte aan langetermijngegevens om trends in andere fysische en biogeochemische eigenschappen van de oceaan te bepalen, vooral bij het koppelen van lokale metingen aan schaalveranderingen in bekkens. Langetermijngegevens over oceaanchemie en fysische gegevens van tijdreekslocaties zoals Hydrostation 'S' en BATS bieden de kritisch benodigde en ongeëvenaarde waarnemingen die, in combinatie met modellen voor oceaanatmosfeer, zorgen voor een vollediger begrip van de drijvende krachten achter de wereldwijde koolstofcyclus.