Arctische Oceaan bleef tijdens ijstijden open voor leven, ondanks bevroren toestand

Onderzoek onthult dat de Arctische Oceaan open bleef voor leven tijdens de ijstijden

Door oude oceaanbodem sedimenten te analyseren en gedetailleerde klimaatsimulaties uit te voeren, heeft het onderzoeksteam geen bewijs gevonden voor de aanwezigheid van een dikke ijskap. In plaats daarvan schetst deze studie een beeld van een Arctis die, ondanks de kou en het ijs, open watergebieden had die biologische activiteit en oceaan circulatie mogelijk maakten.

De studie, getiteld “Seizoensgebonden zee-ijs kenmerkte de glaciaire Arctisch-Atlantische toegangspoort van de afgelopen 750.000 jaar“, biedt cruciale inzichten in hoe de Arctis in het verleden op klimaatverandering heeft gereageerd en hoe dit in de toekomst zou kunnen zijn.

Minieme sporen van leven in oude modder

De onderzoeksgroep, geleid door het Europese Onderzoeksraad Synergy Grant-project Into the Blue—i2B, bestudeerde sedimentkernen verzameld van de zeebodem van de centrale Noordzeeën en het Yermak-plateau, ten noorden van Svalbard. Deze kernen bevatten kleine chemische vingerafdrukken van algen die lang geleden in de oceaan leefden. Sommige van deze algen groeien alleen in open water, terwijl andere gedijen onder seizoensgebonden zee-ijs dat elk jaar ontstaat en smelt.

“Onze sedimentkernen tonen aan dat het zeeleven actief was, zelfs tijdens de koudste tijden,” zegt Jochen Knies, hoofdauteur van de studie, verbonden aan UiT The Arctic University of Norway. “Dit vertelt ons dat er licht en open water aan het oppervlak moest zijn. Dat zou je niet zien als de hele Arctis onder een kilometer dikke ijsplaat was opgesloten.”

Een van de belangrijkste indicatoren waar het team naar zocht, was een molecuul genaamd IP25, dat wordt geproduceerd door algen die in seizoensgebonden zee-ijs leven. De regelmatige aanwezigheid ervan in de sedimenten toont aan dat zee-ijs kwam en ging met de seizoenen, in plaats van het hele jaar door bevroren te blijven.

Simuleren van oude Arctische klimaten

Om de bevindingen op basis van de geologische gegevens te testen, gebruikte het onderzoeksteam het AWI Earth System Model, een computer model met hoge resolutie, om de Arctische omstandigheden tijdens twee bijzonder koude periodes te simuleren: de Laatste Glaciale Maximale rond 21.000 jaar geleden, en een diepere kou ongeveer 140.000 jaar geleden toen grote ijskappen veel van de Arctis bedekten.

“De modellen ondersteunen wat we in de sedimenten hebben gevonden,” zegt Knies. “Zelfs tijdens deze extreme glaciaties stroomde er nog steeds warm Atlantisch water de Arctische toegangspoort binnen. Dit hielp sommige delen van de oceaan te voorkomen dat ze volledig bevroren.” De modellen toonden ook aan dat het ijs niet statisch was. In plaats daarvan verschoof het met de seizoenen, waardoor openingen in het ijs ontstonden waar licht het water kon bereiken en waar leven kon blijven bloeien.

Dit onderzoek herdefinieert niet alleen onze kijk op de oude Arctische klimaten, maar heeft ook implicaties voor toekomstige klimaatvoorspellingen. Inzicht in hoe zee-ijs en oceaan circulatie reageerden op eerdere klimaatextremen kan de modellen verbeteren die toekomstige veranderingen in een opwarmende wereld projecteren.

“Deze reconstructies helpen ons te begrijpen wat mogelijk is—en wat niet—wanneer het gaat om ijsbedekking en oceaandynamiek,” zegt Gerrit Lohmann, co-auteur van deze studie. “Dat is belangrijk bij het anticiperen op hoe ijskappen en zee-ijs zich in de toekomst zouden kunnen gedragen.”

Herzien van de theorie van de gigantische ijskap

Sommige wetenschappers hebben gesuggereerd dat kenmerken op de Arctische zeebodem erop wijzen dat een enorme, verankerde ijskap ooit de hele oceaan bedekte. Maar deze nieuwe studie biedt een andere verklaring. “Er kunnen kortstondige ijskappen in sommige delen van de Arctis zijn geweest tijdens bijzonder strenge koude fasen,” zegt Knies. “Maar we zien geen tekenen van een enkele, massieve ijskap die alles duizenden jaren bedekte.”

Een mogelijke uitzondering zou ongeveer 650.000 jaar geleden kunnen zijn geweest, toen de biologische activiteit in het sedimentrecord scherp daalde. Maar zelfs toen wijst het bewijs op een tijdelijk evenement, geen langdurig bevroren deksel over de Arctis.

Deze studie werpt nieuw licht op hoe de Arctis zich in het verleden heeft gedragen onder extreme omstandigheden. Dit is van belang omdat de Arctis vandaag de dag snel verandert. Weten hoe zee-ijs en oceaan circulatie reageerden op eerdere klimaatverschuivingen helpt wetenschappers te begrijpen wat hen te wachten staat. “Deze historische patronen helpen ons te begrijpen wat mogelijk is in toekomstige scenario’s,” zegt Knies. “We moeten weten hoe de Arctis zich gedraagt onder stress—en op welke kantelpunten we moeten letten—terwijl de Arctis reageert op een opwarmende wereld.”