Wetenschappers van de universiteiten van Sydney en de Sorbonne Universiteit hebben de geologische gegevens van de diepzee gebruikt om een ​​verband te ontdekken tussen de banen van de aarde en Mars, voorbij patronen van opwarming van de aarde en de versnelling van de circulatie in de diepe oceaan.

Ze ontdekten een verrassende cyclus van 2,4 miljoen jaar waarin diepe stromingen toenemen en afnemen, wat op zijn beurt weer verband houdt met perioden van verhoogde zonne-energie en een warmer klimaat.

De studie, gepubliceerd in Nature Communications , behandelt de vragen hoe klimaatverandering op geologische tijdschaal de oceaancirculatie beïnvloedt en hoe dit wetenschappers zou kunnen helpen toekomstige klimaatresultaten te modelleren. De onderzoekers probeerden erachter te komen of de stromingen op de oceaanbodem krachtiger of trager worden in een warmer klimaat.

Deze cycli houden geen verband met de huidige snelle opwarming van de aarde, veroorzaakt door de menselijke uitstoot van broeikasgassen. De studie heeft echter diepe draaikolken geïdentificeerd die verband houden met de opwarming van de zeeën en die de stagnatie van de oceanen zouden kunnen tegengaan, waarvan wordt voorspeld dat ze een impact zullen hebben op de AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) die de Golfstroom aandrijft en een gematigd klimaat in Europa in stand houdt.

Hoofdauteur ARC Future Fellow Dr. Adriana Dutkiewicz van de University of Sydney EarthByte Group in de School of Geosciences en co-auteurs hebben meer dan een halve eeuw aan wetenschappelijke boorgegevens van honderden locaties over de hele wereld gebruikt om de kracht van diepzeestromingen te begrijpen door middel van tijd.

Dr. Dutkiewicz zei:"Een breuk in de sedimentatie duidt op krachtige diepzeestromingen, terwijl de voortdurende accumulatie van sediment op rustiger omstandigheden duidt. Door deze gegevens te combineren met geavanceerde spectrale data-analyse hebben we de frequentie van breuken in de sedimentatie over een periode van 65 miljoen jaar kunnen identificeren."

In samenwerking met professor Dietmar Müller (Universiteit van Sydney) en universitair hoofddocent Slah Boulila (Sorbonne) gebruikte Dr. Dutkiewicz de diepzeesedimentregistraties om te controleren op verbanden tussen sedimentaire verschuivingen en veranderingen in de baan van de aarde.

Ze ontdekten dat de kracht van diepzeestromingen verandert in cycli van 2,4 miljoen jaar.

Deze cycli worden ‘astronomische grote cycli’ genoemd en zullen naar verwachting optreden als gevolg van de interacties tussen de banen van de aarde en Mars. Bewijs hiervoor wordt echter zelden gevonden in het geologische archief.

Dr. Dutkiewicz zei:‘We waren verrast toen we deze cycli van 2,4 miljoen jaar aantroffen in onze diepzee-sedimentaire gegevens. Er is maar één manier om ze uit te leggen:ze zijn gekoppeld aan cycli in de interacties van Mars en de aarde in een baan om de zon. ."

Co-auteur professor Müller voegde hieraan toe:“De zwaartekrachtvelden van de planeten in het zonnestelsel interfereren met elkaar, en deze interactie, resonantie genoemd, verandert de excentriciteit van de planeten, een maatstaf voor hoe dicht hun banen bijna cirkelvormig zijn.”

Voor de aarde betekent dit periodes van hogere inkomende zonnestraling en een warmer klimaat in cycli van 2,4 miljoen jaar. De onderzoekers ontdekten dat de warmere cycli correleren met een toename van het aantal breuken in het diepzeerecord, gerelateerd aan een krachtigere circulatie in de diepzee.

Dit resultaat is onverwacht, aangezien indicaties uit observaties en oceaanmodellen suggereren dat het huidige Atlantische circulatiesysteem, het AMOC dat de Golfstroom produceert, in een warmer klimaat mogelijk stilvalt als gevolg van het smelten van het zee-ijs.

Professor Müller zei echter:"Het bevriezen en smelten van zee-ijs is niet het enige mechanisme dat de circulatie in de diepe oceaan beïnvloedt. Er wordt voorspeld dat diepzeewervelingen zullen intensiveren in een opwarmend, energieker klimaatsysteem naarmate grote stormen vaker voorkomen." P>

Deze draaikolken lijken op gigantische draaikolken en bereiken vaak de diepe zeebodem, wat resulteert in erosie van de zeebodem en grote sedimentophopingen, contourieten genoemd, vergelijkbaar met sneeuwbanken.

Dr. Dutkiewicz zei:"Onze diepzeegegevens over een periode van 65 miljoen jaar suggereren dat warmere oceanen een krachtigere diepe circulatie hebben. Dit zal mogelijk voorkomen dat de oceaan stagneert, zelfs als de Atlantische meridionale kantelcirculatie vertraagt ​​of helemaal stopt."

Hoe de wisselwerking tussen verschillende processen die de dynamiek in de diepzee en het oceaanleven aansturen zich in de toekomst zal afspelen is nog steeds niet goed bekend, maar de auteurs hopen dat hun nieuwe resultaten zullen helpen bij het bouwen van betere klimaatmodellen.

Meer informatie: Dutkiewicz, A. et al. Diepzee-hiaatrecord onthult orbitale stimulatie met een excentriciteit van 2,4 miljoen jaar, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-46171-5

Journaalinformatie: Natuurcommunicatie

Aangeboden door Universiteit van Sydney