Verschuivingen in het klimaat beïnvloedden de stromingen en koolstofuitwisseling in de Zuidelijke Oceaan: Onderzoek waarschuwt voor herhaling
Mensen veroorzaakte klimaatverandering beïnvloedt oceaanstromingen
Onderzoekers beweren dat menselijke klimaatverandering verschuivingen in de grootste oceaanstroom ter wereld en de westelijke windsystemen veroorzaakt, vergelijkbaar met periodes van ijstijden en warmere intervallen in de geschiedenis van de aarde.
Hun studie benadrukt de rol van de Antarctische Circumpolaire Stroom (ACC) in het reguleren van dynamiek in de Zuidelijke Oceaan en wereldwijde klimaatpatronen over de afgelopen 1,5 miljoen jaar. Het internationale team, geleid door onderzoekers van de Cardiff University, toont aan hoe de zuidelijke migratie van de westelijke winden en de ACC naar de pool tijdens periodes van mondiale warming de hoeveelheid natuurlijk koolstof die door de Zuidelijke Oceaan in de atmosfeer wordt vrijgegeven, verhoogde.
Het team waarschuwt dat menselijke klimaatverandering een vergelijkbaar proces heeft op gang gebracht dat momenteel plaatsvindt en waarschijnlijk zal doorgaan onder de opwarming van de aarde zonder de juiste klimaatmaatregelen.
Hun bevindingen, gepubliceerd in Science Advances, bieden belangrijke inzichten in hoe warmte, zout en koolstofrijke wateren stromen, wat een cruciale leemte vulde in het begrip van oceaancirculatie en de relatie met eerdere en toekomstige mondiale klimaatveranderingen.
“Onze studie benadrukt de complexe interactie tussen oceaanstromen en klimaatpatronen,” zei hoofdauteur Dr. Aidan Starr, die het onderzoek uitvoerde aan de Cardiff University tijdens zijn doctoraat en als onderzoeksassistent aan de School of Earth and Environmental Sciences.
De Zuidelijke Oceaan speelt een centrale rol in de mondiale opname van warmte en koolstof, met ongeveer 40% van de jaarlijkse mondiale CO2-uitstoot die door de wereldzeeën via deze regio wordt opgenomen. Dit fenomeen wordt grotendeels toegeschreven aan de unieke opwellings- en circulatiekenmerken van deze oceaan.
Het team reconstrueerde de snelheid van oceaanstromen nabij de bodem van de Zuidelijke Oceaan, ten zuiden van Afrika, door mariene sedimentkernmateriaal te meten dat is verkregen tijdens Expeditie 361 van het International Ocean Drilling Program. Ze ontdekten systematische variaties in de sterkte en positie van de ACC tijdens periodes met uitgebreide ijskappen, bekend als glaciale perioden of ijstijden, en in de warmere tijden zonder deze, bekend als interglaciale perioden.
Hun bevindingen suggereren dat tijdens bijzonder warme periodes, bekend als super-interglacials, de ACC op middellatitudes vertraagt, terwijl de stroming in de hoog-latitude Drake Passage, waar de Atlantische en Stille Oceaan samenkomen, versnelt. Dit duidt op een polaire verschuiving in de westelijke winden van het zuidelijk halfrond, die samenvalt met een versterking en vergelijkbare zuidelijke verschuiving van de ACC tijdens warmere klimatologische omstandigheden.
Het team zegt dat deze zuidelijke verschuiving van de ACC en westelijke windsystemen enorme implicaties heeft voor de manier waarop de Zuidelijke Oceaan warmte en koolstof absorbeert. Dr. Starr voegde toe: “De urgentie voor uitgebreide klimaatactie is nooit duidelijker geweest, gezien de kwetsbare balans die bestaat binnen deze oceaansystemen. Door ACC-stroompatronen te koppelen aan de stroming van water van de diepe oceaan naar het oppervlak, krijgen we een duidelijker beeld van hoe deze dynamiek door de millennia heen is gevarieerd en wat dit betekent voor onze huidige klimaattraject.”
De onderzoekers onderzochten ook de relatie tussen de circulatie van de ACC en de opwellings van koolstofrijke diepere wateren. Door de koolstofisotopen in organismen die leven in de bovenste waterkolom van de oceaan en op de zeebodem te meten, toonde het team aan dat veranderingen in de stroming van de ACC overeenkomen met significante opwellingsgebeurtenissen rond Antarctica. Co-auteur professor Ian Hall van de School of Earth and Environmental Sciences van Cardiff University voegde toe: “Het langetermijnperspectief dat we krijgen uit paleoklimatologische gegevens onthult een eerder niet erkende verbinding tussen het terugtrekken of instorten van de Antarctische ijskap en de reorganisatie van de ACC. Deze relatie wijst op belangrijke feedbackmechanismen die geactiveerd kunnen worden door de verwachte terugtrekking van de moderne Antarctische ijskap als gevolg van door mensen veroorzaakte klimaatverandering. Als de ijskappen blijven terugtrekken, kunnen we verdere verstoringen in de oceaancirculatie zien, met cascaderende effecten die invloed kunnen hebben op mondiale klimaatpatronen.”
