Veranderingen in Arctische Materiestromen Door Klimaatverandering, Studie over Transpolair Drift toont Aan
Een nieuwe studie heeft inzicht gegeven in de sterk variabele en klimaatgevoelige routes die stoffen vanuit de Siberische rivieren gebruiken om zich over de Arctische Oceaan te verspreiden. De bevindingen roepen nieuwe zorgen op over de toenemende verspreiding van verontreinigende stoffen en de mogelijke gevolgen voor kwetsbare poolecosystemen nu de klimaatverandering versnelt.
Het internationale onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications en geleid door de Universiteit van Bristol in het VK, biedt het duidelijkste beeld tot nu toe van hoe het onderliggende transportsysteem, bekend als de Transpolair Drift, functioneert. Het onthult ook de verschillende factoren die deze belangrijke Arctische oppervlaktehuidstroom beheersen, waaronder warmere temperaturen die de verspreiding van door mensen veroorzaakte verontreinigingen kunnen vergroten.
De Transpolair Drift vervoert zee-ijs, zoet water en zwevend materiaal van de Siberische shelves over het centrale Arctische gebied naar het Framstraat-kanaal, dat verbinding maakt met de Noordzeeën. Deze trans-Arctische stroom beïnvloedt de levering van zowel natuurlijke stoffen, zoals voedingsstoffen, gassen, organische verbindingen, als door mensen gemaakte verontreinigingen, waaronder microplastics en zware metalen, van de Siberische riviersystemen naar het centrale Arctische gebied en de Noord-Atlantische Oceaan. Dit materiaal beïnvloedt de biogeochemie en ecosystemen in het Arctisch gebied, terwijl het zoet water zelf de oceaancirculatie verandert.
Aangezien de Arctische Oceaan een zeer veranderlijk milieu is, volgt materie uit rivieren geen constante route, maar neemt het diverse, seizoensgebonden verschuivende routes aan die worden gevormd door veranderende shelfomstandigheden en oceaanstromen, samen met de vorming, drift en smelting van zee-ijs. Dit resulteert in een snelle en wijdverspreide herverdeling van zowel natuurlijke als verontreinigende stoffen.
Hoofdauteur Dr. Georgi Laukert, Marie Curie Postdoctoral Fellow in de Chemische Oceanografie aan de Universiteit van Bristol en het Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts, VS, zei: “We vonden uitgesproken veranderingen in de samenstelling van het water van de Siberische rivieren langs de Transpolair Drift, wat deze zeer dynamische interactie aantoont.”
“Seizoensgebonden verschuivingen in rivierafvoer en dynamische circulatie op de Siberische shelf drijven de variabiliteit van het oceaanoppervlak, terwijl interacties tussen zee-ijs en de oceaan de herverdeling van door rivieren aangevoerde stoffen verder vergroten.”
“Een andere belangrijke ontdekking is de steeds centralere rol van zee-ijs dat zich vormt langs de Transpolair Drift – niet alleen als een passief transportmiddel, maar als een actieve agent die de verspreidingspatronen vormgeeft. Dit zee-ijs vangt materiaal van meerdere rivierbronnen tijdens de groei, in tegenstelling tot het meeste kustzee-ijs, waardoor complexe mengsels ontstaan die over grote afstanden worden getransporteerd.”
Om deze complexe paden te ontrafelen, analyseerde het internationale onderzoeksteam zeewater-, zee-ijs- en sneeuwmonsters met behulp van zuurstof- en neodymiumisotopen, samen met metingen van zeldzame aardmetalen om geochemische tracerdata te produceren. Deze geochemische vingerafdrukken stelden de onderzoekers in staat om de oorsprong van door rivieren aangevoerde stoffen te volgen en te zien hoe deze zich gedurende een jaar ontwikkelden terwijl ze door het centrale Arctische gebied reisden.
De studie is gebaseerd op monsters van MOSAiC, de grootste Arctische expeditie ooit en een van de meest ambitieuze poolonderzoekinspanningen, met zeven ijsbrekers en meer dan 600 wetenschappers van over de hele wereld.
Medeauteur Dr. Dorothea Bauch, onderzoeker aan de Universiteit van Kiel in Duitsland, zei: “De bevindingen vertegenwoordigen ongekende waarnemingen gedurende het hele jaar.”
“Voorheen hadden we alleen zomergegevens omdat het te traag en moeilijk was om in de winter door het ijs te breken. Dit duurzame, interdisciplinaire Arctische bewijs biedt belangrijke en uitgebreide inzichten, die ons helpen de zeer complexe oceaansystemen en de mogelijke toekomstige implicaties beter te begrijpen.”
Naarmate het zomerzeewater blijft terugtrekken door warmere temperaturen, veranderen circulatie- en driftpatronen. Medeauteur Professor Benjamin Rabe, onderzoekswetenschapper van het Alfred Wegener Instituut en ereprofessor aan de Hogeschool in Bremerhaven, Duitsland, zei: “Deze verschuivingen kunnen de manier waarop zoet water en door rivieren afgeleide stoffen zich door het Arctische gebied verspreiden aanzienlijk veranderen, met verstrekkende gevolgen voor ecosystemen, biogeochemische cycli en oceaandynamiek.”
Het onderzoek daagt ook een lang bestaande opvatting uit van de Transpolair Drift als een stabiele transporteur van rivierwater. Voor het eerst waargenomen tijdens de historische Fram-expeditie van de Noorse ontdekkingsreiziger Fridtjof Nansen in de jaren 1890, geven deze laatste bevindingen, meer dan 130 jaar later ontdekt, aan dat de Transpolair Drift zeer variabel is in zowel ruimte als tijd.
Dr. Laukert voegde toe: “Hoewel de studie zich niet richt op individuele verbindingen, verheldert het de onderliggende transportmechanismen – een cruciale stap voor het voorspellen van hoe het transport van Arctische stoffen zal evolueren in een opwarmend klimaat. Als zelfs deze iconische stroom zo dynamisch is, dan is de hele Arctische Oceaan mogelijk veel variabeler en kwetsbaarder dan we dachten.”
