Veranderingen in Oceaanstromingen Verbonden met Aardkoeling op het Noordelijk Halfrond 3,6 Miljoen Jaar Geleden

Nieuwe Onderzoek onthult Verbinding Tussen Sedimentveranderingen en Wereldwijde Afkoeling

Recent onderzoek door een internationaal team dat zich richt op oude sedimentkernen in de Noord-Atlantische Oceaan heeft voor het eerst een sterke correlatie aangetoond tussen veranderingen in sedimenten en een merkbare periode van wereldwijde afkoeling die ongeveer 3,6 miljoen jaar geleden in het noordelijk halfrond plaatsvond. De veranderingen in sedimenten wijzen op ingrijpende veranderingen in de circulatie van diepzeestromingen tijdens deze periode.

Dit cruciale onderzoek, dat aantoont dat sedimenten op meerdere locaties ten oosten van de mid-Atlantische rug veranderden, maar niet daar westelijk van, opent verschillende deuren voor toekomstig onderzoek dat gericht is op een beter begrip van de link tussen diepzeestromingen, de warmte- en zoutdistributie in de Atlantische Oceaan, de uitbreiding van ijskappen en klimaatverandering.

Het nieuwe werk, onlangs gepubliceerd in Nature Communications, werd geleid door Dr. Matthias Sinnesael van de School of Natural Sciences aan Trinity College Dublin en Dr. Boris Karatsolis van de Vrije Universiteit Brussel. Dr. Sinnesael merkte op: “In de afgelopen decennia heeft de mensheid steeds meer de gevolgen van de opwarming van de aarde gevoeld. Van stijgende zeespiegels die kuststeden bedreigen tot hittegolven en overstromingen, de wereld leeft momenteel in de ‘storm’ van extreme weersomstandigheden.”

Hij voegde eraan toe: “De veranderingen in het klimaat kunnen optreden op tijdschalen die groter zijn dan de mensheid zelf, beïnvloed door complexe interacties tussen verschillende processen zoals platentektoniek, broeikasgassen, biotische evolutie en oceaan circulatiepatronen.”

Klimaatonderzoekers wereldwijd streven ernaar deze langetermijnprocessen te begrijpen en hun effect op het klimaat te ontrafelen, evenals deze te scheiden van de processen die door de mens worden geïnduceerd. Om dat te doen richten ze zich op grote klimatologische systemen (bijv. ijskappen, rivier- en oceaanbekkens) en zoeken ze naar aanwijzingen voor hun evolutie in eerdere perioden van de aardgeschiedenis.

Een van de belangrijkste systemen voor het klimaat van de aarde is de oceaan “transportband” — een reeks stromingen die samen werken om warmte over de wereldwijde oceaan te herverdelen. De Golfstroom is de bovenste tak van deze transportband, bekend om het brengen van warme wateren van de tropen naar hogere breedtegraden, wat resulteert in het relatief milde klimaat dat West-Europa vandaag de dag ervaart.

De onderste tak van de “transportband” opereert in de diepere oceaan en bestaat uit drie hoofdsystemen van naar het zuiden stromende stromen: het Iceland Scotland Overflow Water (ISOW), het Denmark Strait Overflow Water (DSOW) en het Labrador Sea Water (LSW). Samen vormen ze de retourstroom die bekendstaat als de Noord-Atlantische diepwaterstroom (NADW).

Dr. Karatsolis verklaarde: “Er zijn groeiende zorgen dat de transportband vertraagt door oceaanverwarming en smeltend ijs, met ernstige gevolgen voor al het leven op aarde en in de oceanen.”

“Om te kunnen voorspellen hoe en waarom deze veranderingen zich kunnen voordoen, moeten we eerst begrijpen wat er gebeurde toen dingen in het verre verleden verschoof. Ons belangrijkste doel met dit werk was het reconstrueren van de vroegere activiteit van de ’transportband’ tijdens een periode in de aardgeschiedenis waarin temperaturen en CO2-concentraties hoger waren dan vandaag, maar vergelijkbaar met de waarden die voor de komende honderden jaren worden verwacht.”

Drs. Sinnesael en Karatsolis leidden deze studie als onderdeel van een internationaal, multidisciplinair project, uitgevoerd door het International Ocean Discovery Program. Het project, met de codenaam “IODP Expedition 395/395C,” omvatte twee zeewetenschappelijke onderzoeks-expedities in de Noord-Atlantische Oceaan (zomer van 2021 en 2023) en richtte zich op het recupereren en onderzoeken van diepzeesedimenten.

Na het analyseren van de samenstelling en de fysieke eigenschappen van de sedimenten, merkten de wetenschappers een opmerkelijke verandering op in het type sediment dat ze verzamelden: een bleek uitziende koolzuurmud veranderde zeer scherp in een donkergrijze hoop fijne slib- en kleideeltjes. Interesant is dat ze dezelfde verandering bleven vinden op verschillende locaties ten oosten van de mid-Atlantische rug, allemaal gerelateerd aan het ISOW-diepstroom systeem. In tegenstelling tot de locaties ten westen van de mid-Atlantische rug vertonen deze geen significante verandering.

Dr. Sinnesael voegde toe: “Na gedetailleerd verder onderzoek blijkt dat de veranderingen in sedimenten oost van de mid-Atlantische rug allemaal rond dezelfde tijd plaatsvonden—ongeveer 3,6 miljoen jaar geleden. De timing van deze verandering is intrigerend, aangezien deze samenvalt met een periode van sterke afkoeling en de ontwikkeling van grote ijslichamen in het noordelijk halfrond.”

“We moeten voorzichtig zijn om geen causaal verband te veronderstellen voordat we het systeem volledig begrijpen, maar de meest intuïtieve manier om de verandering in het type sediment te interpreteren is aan te nemen dat het een fundamentele verschuiving in de oceaan circulatie in de Noord-Atlantische Oceaan weerspiegelt, die waarschijnlijk verband houdt met de sterke vorming van diepzeestromingen—zoals we die vandaag de dag kennen—in het oostelijke deel van de Atlantische Oceaan.”

“Verdere onderzoeken zullen ons begrip van de link tussen diepzeecirculatie en de ontwikkeling van hedendaagse ijskappen verfijnen en ons helpen voorspellen wat er waarschijnlijk in de toekomst zal komen.”