Ocean Arktyczny został zaatakowany przez sąsiada wcześniej niż ktokolwiek przypuszczał

Biegun północny. Atlantycki. Od niepamiętnych czasów oba oceany żyły w harmonii, ponieważ ciepłe i słone wody Atlantyku łagodnie płyną do bieguna północnego. Uwarstwiony charakter Arktyki — lód morski na górze, zimna słodka woda pośrodku i ciepła, słona woda na dole — pomogły scementować granicę między Oceanem Arktycznym a cieplejszym Atlantykiem.

Ale wszystko się zmieniło, gdy większy ocean zaczął płynąć szybciej, niż mógł pomieścić Ocean Arktyczny, osłabiając różnicę między warstwami i zmieniając wody Arktyki w coś podobnego do Atlantyku. Ten proces, zwany atlantyfikacją, jest jednym z powodów, dla których Arktyka ociepla się szybciej niż jakikolwiek inny ocean.

„To nie jest nowa inwazja na Arktykę” – powiedział Ewing Djern Lin, oceanograf z Uniwersytetu Bangor w Walii. „Nowe jest to, że zmieniają się cechy Arktyki”.

Satelity zapewniają jedne z najbardziej wyraźnych pomiarów zmian w Oceanie Arktycznym i lodzie morskim. Ale ich zapisy mają zaledwie prawie 40 lat, co zaciemnia zmiany klimatu oceanu w poprzednich dekadach.

„Aby cofnąć się w czasie, potrzebujemy jakiegoś wehikułu czasu” – powiedział Tommaso Tessi, badacz z Instytutu Polarnego CNR we Włoszech.

W artykule opublikowanym w środę w czasopiśmie postęp naukowyDr Tessie i współpracownicy byli w stanie cofnąć się w czasie, korzystając z kilkumetrowych próbek osadów pobranych z dna morskiego, które zachowały 800 lat historycznych zmian w wodach Arktyki. Ich analiza wykazała, że ​​Atlantyfikację rozpoczęto na początku XX wieku – dziesiątki lat przed udokumentowaniem tego procesu za pomocą zdjęć satelitarnych. Arktyka ociepliła się o około 2 stopnie Celsjusza od 1900 roku. Jednak ten wczesny Atlantyk nie pojawił się w obecnych historycznych modelach klimatycznych, co zdaniem autorów może ujawnić luki w tych szacunkach.

„To trochę niepokojące, ponieważ polegamy na tych modelach w prognozowaniu przyszłego klimatu” – powiedział dr Tessie.

Mohamed Ezzat, badacz z Uniwersytetu Arktycznego w Tromsø w Norwegii, który nie był zaangażowany w badania, określił wyniki jako „niezwykłe”.

„Informacje o przeszłych długoterminowych zmianach w hydrografii Oceanu Arktycznego są potrzebne i są bardzo spóźnione” – napisał dr Ezzat w e-mailu.

W 2017 roku naukowcy wydobyli rdzeń osadu z dna morskiego Kongsfjorden, lodowego fiordu na wschodnim krańcu Cieśniny Fram, bramy między norweskim archipelagiem Svalbard i Grenlandii, gdzie mieszają się wody Arktyki i Atlantyku.

Naukowcy w regularnych odstępach czasu kroili miazgę i suszyli te warstwy. Potem nastąpił żmudny proces przesiewania i pobierania próbek otwornic – jednokomórkowych organizmów, które przy użyciu minerałów z oceanu budują wokół siebie skomplikowane muszle.

Kiedy otwornice umierają, ich muszle dryfują na dno morskie i gromadzą się w warstwach osadów. Te stworzenia są ważnymi wskazówkami w próbkach osadów. Identyfikując otwornice obecne w próbce i analizując chemię ich muszli, naukowcy mogą uzyskać cechy charakterystyczne dawnych oceanów.

Pierwotnym pomysłem zespołu było zrekonstruowanie warunków oceanograficznych obszaru zawierającego wody Arktyki i Atlantyku, sięgające 1000 do 2000 lat wstecz. Jednak w skrawkach miazgi z początku XX wieku naukowcy zauważyli ogromny i nagły wzrost stężenia otwornic preferujących środowiska zasolone – oznaka atlantoizacji, znacznie wcześniej niż ktokolwiek udokumentował.

„W jednym z badań było zbyt wiele niespodzianek” – powiedział Francesco Mohitello, oceanograf z Uniwersytetu Cambridge i autor artykułu badawczego.

Sama ilość osadów była tak duża, że ​​naukowcom udało się ustalić chronologię minionego klimatu z dokładnością do pięciu lub dziesięciu lat. Ponadto biomarker molekularny może zidentyfikować konkretny rok, 1916, kiedy w Kongsfjorden rozpoczęto wydobycie węgla. Ponieważ ciężka metamorfoza nastąpiła tuż przed tym znakiem, badacze szacują, że Atlantyfikacja rozpoczęła się mniej więcej około 1907 roku.

Kiedy badacze porównali dane ze starożytnego modelu klimatycznego z innymi, aby sprawdzić, czy się pokrywają, odkryli, że obecne modele klimatyczne nie wykazują śladów tej wczesnej Atlantyfikacji. Naukowcy sugerują szereg możliwych przyczyn tej nieobecności, takich jak niedoszacowanie roli mieszania się wody słodkiej w Arktyce czy wrażliwości regionu na ocieplenie.

Dr Lin, który nie był zaangażowany w badania, dostrzega różnicę między wczesnym Atlantykiem a obecnym szybkim Atlantykiem, napędzanym w dużej mierze topniejącym arktycznym lodem morskim. „Jest jeszcze za wcześnie po rewolucji przemysłowej, abyśmy mogli akumulować nadmiar ciepła w układzie planetarnym, aby w tym momencie mogło być antropogeniczne” – powiedział dr Lin.

Autorzy nie są pewni dokładnych przyczyn wczesnej Atlantyfikacji. Jeśli przyczyną są wpływy człowieka, „cały system jest bardziej wrażliwy na gazy cieplarniane, niż wcześniej sądziliśmy” – powiedział dr Mochitiello.

Inną możliwością, że wcześniejsze naturalne ocieplenie mogło uczynić Ocean Arktyczny bardziej wrażliwym na przyspieszający Atlantyk w ostatnich dziesięcioleciach. „Czy to możliwe, że zdestabilizowaliśmy system, który już się przekształcał?” Dr Tessie powiedział.

To szalona zagadka każdego starożytnego modelu klimatycznego. – Nikogo z nas tam nie było – powiedział ze śmiechem dr Lin.

Chociaż dotyczy to ludzi, nie dotyczy koralowców w Cieśninie Fram. Zwierzęta długowieczne odnotowują zmiany klimatu i inne czynniki, co czyni je doskonałymi strażnikami historii klimatu. Dr Tessie ma nadzieję, że w następnej kolejności zbada żyjące na zimno koralowce w cieśninie, aby zobaczyć, jaki wgląd może dostarczyć na temat uzurpacji Arktyki przez Atlantyk.