Wetenschappers gebruiken zoutgehalte om veranderingen in de kustwateren van de Amerikaanse Noordoostkust te volgen

Algengroei op een Ocean Observatories Initiative (OOI) oppervlaktemooring, die watereigenschappen en snelheid meet op de Amerikaanse Noordoostelijke continentale plaat, net na herstel.

Het water dicht bij de bodem op de Amerikaanse Noordoostelijke continentale plaat biedt een cruciaal koudwaterhabitat voor het rijke regionale mariene ecosysteem. Dit “koude zwembad” behoudt wintertemperaturen, zelfs wanneer de wateren elders in de zomer te warm of te zout worden.

Echter, de kustwateren van de Amerikaanse Noordoost hebben de afgelopen jaren een versnelde opwarming ervaren in vergelijking met het wereldgemiddelde. Wetenschappers onderzoeken nu, met zout als tracer, in hoeverre de instroom van warm, zout offshore water op de continentale plaat bijdraagt aan de waargenomen seizoensgebonden “erosie” van het koude zwembad.

Lukas Taenzer, een recent afgestudeerde met een Ph.D. van het MIT-WHOI Joint Program tussen het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en het Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), is de hoofdauteur van het artikel dat is gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research: Oceans. “Dit artikel biedt voor het eerst bewijs voor een seizoensgebonden verzilting van het koude zwembad op de Amerikaanse Noordoostelijke continentale plaat, zoals consistent waargenomen in het meerjarige mooringrecord van de [Ocean Observatories Initiative] Coastal Pioneer Array,” aldus Taenzer.

“We volgen de handtekeningen van de zoutgehalte van de oceaan, in plaats van de temperatuur, om de fysieke processen te identificeren die verantwoordelijk zijn voor de waargenomen veranderingen in de omstandigheden van het kustecosysteem. Onze resultaten tonen de waarde van zoutmetingen aan om te benadrukken hoe de interactie tussen lucht-zee interacties, offshore forcing en upstream omstandigheden de omstandigheden van het kustecosysteem in het beschermde koude zwembad beïnvloeden op tijdschalen van weken tot jaren. Dit begrip is belangrijk om NOAA Fisheries te helpen de Amerikaanse visbestanden duurzaam te beheren.”

Om de seizoensgebonden erosie van het koude zwembad te verklaren, hebben de auteurs een zoutbudget opgesteld, dat fungeert als een volksteller en de instroom en uitstroom van oceaanwater in en uit het koude zwembad vanuit verschillende richtingen en over verschillende tijdschalen bijhoudt. Het gebruik van zout als tracer kan laten zien waarom het koude zwembad in de zomerperiode erodeert wanneer stratificatie (of oceaanlagen) hoog is en waar deze veranderingen vandaan komen.

Nieuwe waarnemingen, zoals die van de Coastal Pioneer Array (die van 2016-2022 voor de kust van New England was gelegen), hebben geleid tot nieuwe onderzoeksvragen, zegt Svenja Ryan, een assistent-wetenschapper op de afdeling fysieke oceanografie bij WHOI. “We zagen de verzilting van het koude zwembad eerder niet omdat we geen continue onderwatermetingen hadden. Het feit dat zout een waardevolle tracer is, stelt ons in staat om onze dynamische begrip van de seizoenscyclus en de processen in de oceaan te verbeteren,” zei ze.

Ryan is de hoofdauteur van een onlangs gepubliceerd aanvullend artikel in het Journal of Geophysical Research: Oceans in 2024. Deze studie biedt inzichten in seizoensgebonden en jaar-tot-jaar zoutvariaties in de Noordwestelijke Atlantische Oceaan en onderzoekt hoe zout stratificatie (waterlagen) op de continentale plaat beïnvloedt met behulp van historische gegevens. Terwijl de huidige studie zich richt op oceaandiepte, richt de studie van 2024 zich voornamelijk op oppervlaktewaarden.

“Continue, mondiale waarnemingen van het zoutgehalte van het zeeoppervlak vanuit satellieten, zoals de NASA Soil Moisture Active Passive satellietmissie, zijn cruciaal voor het volgen van de omstandigheden van het oppervlaktemeer in bijna-real-time. Ze hebben onze nieuwe bevindingen over de seizoensgebonden evolutie van zoetwater signalen over de Noordoostelijke Amerikaanse plaat in het afgelopen decennium mogelijk gemaakt. Ook worden ze steeds vaker gebruikt door de visserijgemeenschap, bijvoorbeeld in hun besluitvormingsprocessen,” zei Caroline Ummenhofer, een senior wetenschapper op de afdeling fysieke oceanografie bij WHOI en hoofdonderzoeker van het NASA-project.

“We weten al een tijd dat het koude zwembad gedurende het jaar verandert, en dat het iets warmer wordt. Wat we niet wisten, was waarom,” zei Taenzer. “Het is echt moeilijk te bepalen wanneer je temperatuur als tracer gebruikt, omdat je met temperatuur niet echt kunt onderscheiden waarom het zwembad warmer wordt. Door zout te volgen, kunnen we daadwerkelijk pinpointen waarom het koude zwembad gedurende het jaar verandert.”