Aardwetenschappers onthullen veranderingen in de circulatie van de Atlantische Oceaan in de afgelopen 12.000 jaar

Onderzoek naar de Atlantische Meridionale Omkering Circulatie (AMOC)

Met behulp van geochemische analyses van mariene sedimenten hebben onderzoekers in staat gesteld om de Atlantische Meridionale Omkering Circulatie (AMOC) kwantitatief te reconstrueren over de afgelopen 12.000 jaar. Het internationale onderzoeksteam, onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Heidelberg en de Universiteit van Bern (Zwitserland), is de eerste die de grootschalige circulatiepatronen van het Holoceen heeft berekend. Hun reconstructie toont aan dat, hoewel de AMOC natuurlijke fluctuaties heeft ondergaan over millennia, deze voor lange perioden stabiel bleef.

De AMOC is een essentieel onderdeel van een wereldwijd systeem van diepzeewater dat warmte en zoetwater van het zuidelijke naar het noordelijke halfrond herverdeelt, wat aanzienlijke invloeden heeft op het weer, de oceanen en het klimaat. Dit maakt het tot een van de belangrijkste componenten van het klimaatsysteem van de aarde. De AMOC omvat het Golfstroomsysteem, een belangrijke motor van het Europese klimaat. Als onderdeel van de oceaan “conveyor belt” transporteert het grote hoeveelheden warmte van tropische gebieden naar hogere breedtegraden, wat cruciaal is voor het balanceren van temperaturen tussen de noordelijke en zuidelijke hemisfeer.

Volgens Lukas Gerber, een promovendi aan het Instituut voor Aardwetenschappen van de Universiteit van Heidelberg, kunnen veranderingen in de kracht van deze circulatie verstrekkende gevolgen hebben voor weerpatronen, mariene ecosystemen en lange termijn globale klimaattrends. Terwijl de variabiliteit van de AMOC tijdens de laatste IJstijd goed gedocumenteerd is, trekt het gedrag ervan tijdens het Holoceen—de relatief milde periode in de geschiedenis van de aarde die ongeveer 12.000 jaar geleden begon en tot op heden voortduurt—steeds meer de aandacht van onderzoekers.

De reconstructie van de Atlantische circulatie was gebaseerd op geochemische metingen van de radioactieve elementen thorium en protactinium, genomen uit sedimenten op de bodem van de Noord-Atlantische Oceaan. De verhouding van deze zeldzame radio-isotopen legt de circulatiekracht vast over de afgelopen 12.000 jaar en biedt inzicht in de omgevingsomstandigheden die sinds het einde van de laatste IJstijd hebben geheerst.

Met de verzamelde data hebben de wetenschappers een numeriek model van het aardysteem uitgevoerd om de AMOC onder verschillende klimaatscenario’s te simuleren. Dit stelde hen in staat om de diepwatercirculatiepatronen in de Noord-Atlantische Oceaan voor het huidige geologische tijdperk, het Holoceen, te berekenen. Hun studie is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

De reconstructie van het team toont aan dat, na een herstelperiode aan het einde van de laatste IJstijd, de AMOC een merkbare verzwakking ondervond tussen 9.200 en 8.000 jaar geleden. “Deze fase valt samen met smeltwaterpulsen in de Noord-Atlantische Oceaan, waarin grote volumes smeltwater in korte tijd werden vrijgegeven, waarschijnlijk als gevolg van de instorting van het Noord-Amerikaanse ijskap,” legt Gerber uit.

Ongeveer 6.500 jaar geleden begon de AMOC zich te stabiliseren en bereikte uiteindelijk de huidige sterkte, volgens de onderzoekers. Dit is ongeveer 18 Sverdrups, waarbij één Sverdrup overeenkomt met een volumestroom van 1 miljard liter per seconde.

“Onze bevindingen tonen aan dat de AMOC gedurende een groot deel van het Holoceen stabiel is gebleven,” benadrukt projectleider Dr. Jörg Lippold, die oceanodynamica bestudeert met zijn team aan het Instituut voor Aardwetenschappen van de Universiteit van Heidelberg.

Echter, projecties voor de toekomst wijzen duidelijk uit dat door mensen veroorzaakte klimaatverandering de Atlantische circulatie zou kunnen verzwakken tot niveaus die nog nooit eerder zijn gezien in de huidige warme periode van het Holoceen. Dr. Lippold wijst op actuele klimaatmodellen die een vertraging van 5 tot 8 Sverdrups voorspellen, afhankelijk van de werkelijke mate van wereldwijde opwarming tegen het jaar 2100.

In zijn opinie zou een dergelijke verandering ernstige en ongekende gevolgen kunnen hebben voor de stabiliteit van temperaturen en voor globale neerslagpatronen.