Același curent atlantic slăbește astăzi

În Oceanul Atlantic, o „bandă transportoare” uriașă transportă ape calde din tropice în Atlanticul de Nord, unde se răcesc și se scufundă și apoi se întorc spre sud în oceanul adânc. Acest model de circulație este un jucător important în climatul global, reglând modelele meteo din Arctica, Europa și din întreaga lume. Dovezile sugerează din ce în ce mai mult că acest sistem încetinește și unii oameni de știință se tem că ar putea avea efecte majore, cum ar fi provocarea scufundării temperaturilor în Europa și încălzirea apelor de pe coasta de est a Statelor Unite, potențialul de a afecta pescuitul și de a exacerba uraganele. (Pentru o exagerare exagerată a efectelor potențiale, consultați filmul din 2004 The Day After Tomorrow.)

modificări

Un nou studiu publicat în Nature Communications oferă informații despre cât de repede ar putea intra în vigoare aceste modificări dacă sistemul continuă să slăbească. Condus de oamenii de știință de la Observatorul Pământului Lamont-Doherty din Columbia în colaborare cu Centrul Norvegian de Cercetare, studiul este primul care determină cu precizie decalajele de timp dintre modificările anterioare ale benzii transportoare oceanice și schimbările climatice majore.

Echipa a studiat o secțiune cheie a modelului curentului oceanului, cunoscută sub numele de Circulația Meridiană de Răsturnare Atlantică (AMOC). Au ajuns la zero într-o secțiune în care apa se scufundă de la suprafață până la fundul Atlanticului de Nord. Aceștia au confirmat că AMOC a început să slăbească cu aproximativ 400 de ani înainte de o lovitură de frig majoră cu 13.000 de ani în urmă și a început să se întărească din nou cu aproximativ 400 de ani înainte de o încălzire bruscă acum 11.000 de ani.

„Reconstrucțiile noastre indică faptul că există precursori clari ai climei furnizați de statul oceanului - precum semne de avertizare, ca să spunem așa”, spune autorul principal Francesco Muschitiello, care a finalizat lucrarea ca postdoctor la Lamont-Doherty și acum lucrează la Universitatea din Cambridge.

Până acum, a fost dificil să se rezolve dacă modificările trecute ale benzii transportoare oceanice au avut loc înainte sau după schimbările climatice bruste care au punctat ultima deglaciație din emisfera nordică. Pentru a depăși provocările obișnuite, echipa a strâns date dintr-un miez de sedimente forat din fundul Mării Norvegiene, un miez de sedimente de lac din sudul Scandinaviei și miezuri de gheață din Groenlanda.

Oamenii de știință se bazează de obicei pe datarea carbonului radioactiv (carbon 14) pentru a determina vârsta sedimentelor; măsurarea cantității de carbon 14 care rămâne într-o fosilă dezvăluie cu cât timp a murit organismul și, astfel, cât de vechi este sedimentul din jur. Această relație este dificilă în sedimentele oceanice, deoarece carbonul 14 este creat în atmosferă și este nevoie de timp pentru ca carbonul să-și croiască drum prin ocean. Până când ajunge la organismele din partea de jos a coloanei de apă, carbonul 14 ar putea avea deja o vechime de sute sau mii de ani. Deci, echipa avea nevoie de un mod diferit de a data straturile de sedimente din miezul marin.

De aceea au măsurat conținutul de carbon 14 într-un miez de sedimente din lacul apropiat. Straturile antice ale lacului conțin plante în descompunere care au scos carbonul 14 direct din atmosferă, astfel încât oamenii de știință au putut afla vârsta fiecărui strat de sediment al lacului. Apoi au folosit câteva tehnici pentru a potrivi straturile de bază ale sedimentului lacului cu straturile de bază marine. Straturile de cenușă de la două erupții vulcanice de mult din Islanda au ajutat la alinierea lucrurilor. Acest proces a oferit echipei vârsta exactă a fiecărui strat din nucleul marin.

Apoi, au comparat vârsta reală a sedimentelor marine cu vârsta pe care o citeau din măsurătorile adâncului de carbon 14 ale oceanului; diferențele dintre acești doi le-au oferit o estimare a duratei până când carbonul atmosferic 14 a ajuns la fundul mării. Cu alte cuvinte, a dezvăluit cât de repede se scufunda apa în această zonă, într-un proces numit formare de apă adâncă, esențial pentru menținerea circulației AMOC. Acum au avut o evidență a tiparelor de circulație oceanică în această regiune de-a lungul timpului.

Piesa finală a puzzle-ului a fost analizarea miezurilor de gheață din Groenlanda, studierea schimbărilor de temperatură și climă în aceeași perioadă de timp. Măsurătorile de beriliu-10 din miezurile de gheață i-au ajutat pe autori să lege cu precizie miezurile de gheață de înregistrările de carbon 14, plasând ambele seturi de date pe aceeași linie de timp. Acum, ei ar putea compara în sfârșit ordinea evenimentelor dintre schimbările de circulație oceanică și schimbările climatice.

Comparând datele din cele trei nuclee, s-a descoperit că AMOC s-a slăbit în timpul premergător ultimei apariții de frig majore ale planetei, numită Younger Dryas, în urmă cu aproximativ 13.000 de ani. Circulația oceanului a început să încetinească cu aproximativ 400 de ani înainte de apariția frigului, dar odată ce clima a început să se schimbe, temperaturile peste Groenlanda au scăzut rapid cu aproximativ 6 grade.

Un model similar a apărut aproape de sfârșitul acelei apăsări reci; curentul a început să se întărească cu aproximativ 400 de ani înainte ca atmosfera să înceapă să se încălzească dramatic, trecând din era glaciară. Odată ce a început deglaciația, Groenlanda s-a încălzit rapid - temperatura sa medie a crescut cu aproximativ 8 grade în doar câteva decenii, determinând topirea ghețarilor și gheața de mare să scadă considerabil în Atlanticul de Nord.

„Aceste decalaje [de 400 de ani] sunt probabil pe partea lungă a ceea ce mulți s-ar fi așteptat”, spune Anders Svensson, care studiază paleoclima la Universitatea din Copenhaga și care nu a fost implicat în studiul actual. "Multe studii anterioare au sugerat decalaje de timp de diferite lungimi, dar puțini au avut instrumentele necesare pentru a determina etapizarea cu suficientă precizie."

Co-autorul William D'Andrea, paleoclimatolog la Lamont-Doherty, a fost surprins de ceea ce au descoperit - spune că timpul de întârziere este de două sau trei ori mai mare decât s-ar fi așteptat.

Deocamdată nu este pe deplin clar de ce a existat o întârziere atât de lungă între schimbările AMOC și schimbările climatice din Atlanticul de Nord.

De asemenea, este dificil să identificăm ce ar putea însemna aceste modele din trecut pentru viitorul Pământului. Dovezi recente sugerează că AMOC a început să slăbească din nou acum 150 de ani. Cu toate acestea, condițiile actuale sunt destul de diferite de ultima dată, spune Muschitiello; termostatul global era mult mai jos pe atunci, gheața de iarnă se întindea mai la sud decât portul New York, iar structura oceanului ar fi fost mult diferită. În plus, slăbirea trecută a AMOC a fost mult mai dramatică decât tendința actuală de până acum.

Cu toate acestea, D'Andrea spune că „dacă AMOC ar slăbi în măsura în care a făcut-o atunci, ar putea dura sute de ani pentru ca schimbările climatice majore să se manifeste efectiv”.

Muschitiello adaugă: "Este clar că există unii precursori în ocean, așa că ar trebui să fim atenți la ocean. Simplul fapt că AMOC a încetinit, ar trebui să fie o preocupare bazată pe ceea ce am găsit".

Studiul ar trebui, de asemenea, să contribuie la îmbunătățirea fizicii din spatele modelelor climatice, care presupun în general că clima răspunde brusc în același timp cu modificările intensității AMOC. Rafinările modelului, la rândul lor, ar putea face predicțiile climatice mai exacte. Așa cum spune Svensson: „Atâta timp cât nu înțelegem clima trecutului, este foarte dificil să constrângem modelele climatice necesare pentru a crea scenarii viitoare realiste”.