Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Nieuw ontdekte geschiedenis van een belangrijke oceaanstroming brengt een waarschuwing over het klimaat met zich mee

De afgelopen decennia is de temperatuur steeds sneller gegaan, maar wetenschappers weten niet zeker of dit verband houdt met de door de mens veroorzaakte opwarming van de aarde, en of de stroming een deel van de effecten van de opwarming zou kunnen compenseren of versterken.

In een nieuwe studie heeft een internationaal onderzoeksteam sedimentkernen uit de ruigste en meest afgelegen wateren van de planeet gebruikt om de relatie van de ACC met het klimaat van de afgelopen 5,3 miljoen jaar in kaart te brengen.

Hun belangrijkste ontdekking:tijdens eerdere natuurlijke klimaatschommelingen heeft de stroming zich samen met de temperatuur van de aarde bewogen, waardoor deze tijdens koude tijden langzamer gaat lopen en in warme tijden aan snelheid wint - versnellingen die grote verliezen aan het ijs van Antarctica hebben veroorzaakt. Dit suggereert dat de huidige versnelling zich zal voortzetten naarmate de door de mens veroorzaakte opwarming voortduurt. Dat zou de verspilling van het ijs op Antarctica kunnen bespoedigen, de zeespiegel kunnen doen stijgen en mogelijk het vermogen van de oceaan om koolstof uit de atmosfeer te absorberen kunnen aantasten.

De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

"Dit is de machtigste en snelste stroming op aarde. Het is misschien wel de belangrijkste stroming van het klimaatsysteem op aarde", zegt co-auteur Gisela Winckler, een geochemicus aan het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University, die mede leiding gaf aan het sediment. bemonsteringsexpeditie. De studie "impliceert dat het terugtrekken of instorten van het Antarctische ijs mechanistisch gekoppeld is aan een verbeterde ACC-stroom, een scenario dat we vandaag de dag waarnemen onder invloed van de opwarming van de aarde", zei ze.

Verse sedimentkernen aan boord van het boorschip JOIDES Resolution. Ze laten krachtigere stromingen zien tijdens warme tijden en langzamere tijdens koude tijden. Credit:Gisela Winckler

De voorwaarden voor de ACC werden ongeveer 34 miljoen jaar geleden vastgesteld, nadat tektonische krachten Antarctica scheidden van andere continentale massa's verder naar het noorden en de ijskappen zich begonnen op te bouwen; Men denkt dat de stroom 12 tot 14 miljoen jaar geleden in zijn moderne vorm begon te stromen.

Aangedreven door aanhoudende westelijke winden, en zonder land in de weg, cirkelt hij rond Antarctica met de klok mee (gezien vanaf de bodem van de aarde) met een snelheid van ongeveer 4 kilometer (2,5 mijl) per uur, waarbij elk 165 miljoen tot 182 miljoen kubieke meter water wordt vervoerd. tweede.

Wetenschappers hebben waargenomen dat de wind boven de Zuidelijke Oceaan de afgelopen veertig jaar met ongeveer 40% in sterkte is toegenomen. Dit heeft onder andere de ACC versneld en grootschalige wervels in het systeem van energie voorzien die relatief warm water van de hogere breedtegraden naar de enorme drijvende ijsplaten van Antarctica verplaatsen, die de nog grotere gletsjers in het binnenland tegenhouden.

In delen van Antarctica, vooral in het westen, vreet dit warme water de onderkant van de ijsplaten op – de belangrijkste reden dat ze water verspillen, en niet de opwarming van de lucht.

"Als je een ijsblokje in de lucht laat hangen, duurt het een tijdje voordat het smelt", zei Winckler. "Als je het in contact brengt met warm water, gaat het snel."

"Dit ijsverlies kan worden toegeschreven aan het toegenomen warmtetransport naar het zuiden", zegt de hoofdauteur van het onderzoek, Frank Lamy, van het Duitse Alfred Wegener Instituut. "Een sterkere ACC betekent dat meer warm, diep water de rand van het ijsplateau van Antarctica bereikt."

Aangedreven door krachtige winden wervelt de Antarctische Circumpolaire Stroom met de klok mee rond het zuidelijke continent. Hetere kleuren vertegenwoordigen hogere snelheden; rode stippen zijn boorlocaties. Credit:Gisela Winckler

Door een complex geheel van processen absorbeert het oceaanwater rond Antarctica momenteel ook ongeveer 40% van de koolstof die mensen in de atmosfeer brengen. Het is onduidelijk of de versnelling van de ACC dit in gevaar zal brengen, maar sommige wetenschappers vrezen dat dit wel het geval zal zijn.

Bij het onderzoek waren ongeveer veertig wetenschappers uit een tiental landen betrokken. Op zee verzamelden onderzoekers aan boord van het boorschip JOIDES Resolution sediment uit de oceaanbodem onder de ACC nabij Point Nemo – de plek in de uiterste zuidwestelijke Stille Oceaan die het verst van land verwijderd is, zo'n 2600 kilometer van zelfs de kleine Pitcairneilanden. De twee maanden durende cruise vond plaats van mei tot juli 2019, tijdens de gewelddadige Australische winter, toen er weinig daglicht was en golven tot wel 20 meter het schip bedreigden.

De bemanning van het schip liet een boorkoord zo'n 3.600 meter van het oceaanoppervlak naar de oceaanbodem vallen. Vervolgens drongen ze de vloer binnen en verwijderden dunne sedimentkernen van elk 150 en 200 meter.

Met behulp van een geavanceerde röntgentechniek analyseerden de wetenschappers later lagen die in de loop van miljoenen jaren waren opgebouwd. Omdat kleinere deeltjes de neiging hebben zich te vestigen in tijden waarin de stroming traag is en grotere deeltjes wanneer deze snel is, konden ze tientallen veranderingen in de snelheid van de ACC in de loop van de tijd in kaart brengen.

Vergeleken met de gemiddelde stroom over de afgelopen 12.000 jaar – de periode sinds de laatste ijstijd die de ontwikkeling van de menselijke beschaving omvatte – daalden de stromen met maar liefst de helft tijdens koude tijden, en soms bijna verdubbeld tijdens warme tijden.

Gebruikmakend van eerdere studies van de West-Antarctische ijskap, brachten ze perioden van snelle stroming in verband met herhaalde aanvallen van ijsterugtrekking. Deze werden onderbroken door koudere tijden, toen gletsjers oprukten. De warmste periode van het record van 5,3 miljoen jaar vond plaats tijdens het Plioceen, dat ongeveer 2,4 miljoen jaar geleden eindigde.

Daarna volgde een periode die het Pleistoceen werd genoemd, waarin tientallen koude ijstijden werden afgewisseld met zogenaamde interglacialen, waarin de temperatuur steeg, de stroming versnelde en het ijs zich terugtrok. Momenteel is een groot deel van de West-Antarctische ijskap bevroren op land dat zich onder de zeespiegel bevindt, waardoor het zeer gevoelig is voor invasie door warm oceaanwater. Als het geheel zou smelten, zou het mondiale zeeniveau met ongeveer 60 meter stijgen.

"Deze bevindingen leveren geologisch bewijs ter ondersteuning van een verder toenemende ACC-stroom met aanhoudende opwarming van de aarde", schrijven de onderzoekers in hun artikel. "Als dit waar is, zou een toekomstige toename van de ACC-stroom met een opwarmend klimaat een voortzetting betekenen van het patroon dat in instrumentele gegevens wordt waargenomen, met waarschijnlijk negatieve gevolgen."

Meer informatie: Frank Lamy, Vijf miljoen jaar Antarctische Circumpolaire stromingsvariabiliteit, Natuur (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07143-3. www.nature.com/articles/s41586-024-07143-3

Journaalinformatie: Natuur

Aangeboden door Columbia Climate School




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Gaan we de zesde grote uitsterving op aarde in?
  2. Berekening van RNA-concentratie
  3. Onderzoekers ontdekken sleutelfuncties van therapeutisch veelbelovende jumbovirussen
  4. Microbiologen verbeteren de smaak van bier
  5. Een model van een menselijke cel bouwen
  6. Hoe lepra werkt
  7. Wanneer dupliceren chromosomen tijdens een cellevenscyclus?
  8. Hoe beïnvloedt stress je hersens?
  9. Beperkingen Enzymen die worden gebruikt in DNA-vingerafdrukken

Wetenschap