Steve Rintoul, Forfatter leveret
Antarktis sætter scenen for verdens største vandfald. Handlingen foregår under havets overflade. Her fosser billioner af tons koldt, tæt, iltrigt vand ned fra kontinentalsoklen og synker til store dybder. Dette antarktiske "bundvand" spreder sig derefter nordpå langs havbunden i dybe havstrømme, før det langsomt stiger, tusinder af kilometer væk.
På denne måde driver Antarktis et globalt netværk af havstrømme kaldet "væltende cirkulation", der omfordeler varme, kulstof og næringsstoffer rundt om på kloden. Vælten er afgørende for at holde Jordens klima stabilt. Det er også den vigtigste måde, hvorpå ilt når det dybe hav.
Men der er tegn på, at denne cirkulation er ved at blive langsommere, og at det sker årtier tidligere end forudsagt. Denne afmatning har potentiale til at forstyrre forbindelsen mellem de antarktiske kyster og det dybe hav, med dybe konsekvenser for Jordens klima, havniveau og livet i havet.
Vores ny forskning, offentliggjort i dag i tidsskriftet Nature Climate Change, bruger observationer fra den virkelige verden til at tyde, hvordan og hvorfor det dybe hav omkring Antarktis har ændret sig i løbet af de sidste tre årtier. Vores målinger viser, at den væltende cirkulation er aftaget med næsten en tredjedel (30%), og iltniveauet i dybhavet er faldende. Dette sker endnu tidligere end klimamodeller forudsagt.
Vi fandt ud af, at smeltning af antarktisk is forstyrrer dannelsen af antarktisk bundvand. Smeltevandet gør det antarktiske overfladevand friskere, mindre tæt og derfor mindre tilbøjeligt til at synke. Dette sætter bremserne på den væltende cirkulation.
Nu er det et vandfald: tæt vand, der strømmer fra kontinentalsoklen ind i det dybe hav i Rosshavet. Konsortium for Ocean-Sea Ice Modeling i Australien (COSIMA) og National Computational Infrastructure.
Hvorfor er det vigtigt?
Efterhånden som strømmen af bundvand aftager, falder tilførslen af ilt til det dybe hav. Det krympende iltrige bundvandslag erstattes derefter af varmere vand med lavere iltindhold, hvilket yderligere reducerer iltniveauet.
Havdyr, store som små, reagerer på selv små ændringer i ilt. Dybhavsdyr er tilpasset iltfattige forhold, men skal stadig trække vejret. Tab af ilt kan få dem til at søge tilflugt i andre regioner eller tilpasse deres adfærd. Modeller tyder på, at vi er låst inde til en sammentrækning af det "levedygtige" miljø, der er tilgængeligt for disse dyr med et forventet fald på op til 25%.
Opbremsning af væltningen kan også intensivere global opvarmning. Den væltende cirkulation fører kuldioxid og varme til det dybe hav, hvor det opbevares og gemmes for atmosfæren. Efterhånden som havets lagringskapacitet reduceres, efterlades mere kuldioxid og varme i atmosfæren. Denne feedback fremskynder den globale opvarmning.
Reduktioner i mængden af antarktisk bundvand, der når havbunden, øges også havniveau fordi det varmere vand, der erstatter det, fylder mere (varmeudvidelse).
Opfriskning af hyldevand reducerer strømmen af tæt vand og bremser de dybeste dele af den væltende cirkulation, samtidig med at den dybe iltning reduceres. Kathy Gunn, Forfatter leveret
Tegn på en bekymrende forandring
At lave observationer af bundvand er udfordrende. Det sydlige Ocean er fjerntliggende og hjemsted for de stærkeste vinde og største bølger på planeten. Adgangen er også begrænset af havis om vinteren, når der dannes bundvand.
Det betyder, at observationer af det dybe sydlige Ocean er sparsomme. Ikke desto mindre har gentagne målinger i fuld dybde taget fra skibsrejser givet glimt af forandringerne i gang i det dybe hav. Det nederste vandlag er bliver varmere, mindre tæt og tyndere.
Satellitdata viser, at den antarktiske iskappe er skrumpende. Havmålinger taget nedstrøms for områder med hurtig smeltning viser, at smeltevandet er reduktion af saltindholdet (og tæthed) af kystvande.
Tab af ismasse i Antarktis i løbet af de sidste par årtier baseret på satellitdata, der viser, at Antarktis mellem 2002 og 2020 kastede et gennemsnit på ~150 milliarder tons is om året, hvilket tilføjede smeltevand til havet og hævede havniveauet (Kilde: NASA ).
Disse tegn peger på en bekymrende ændring, men der er stadig ingen direkte observationer af den dybe væltende cirkulation.
Hvad gjorde vi?
Vi kombinerede forskellige typer observationer på en ny måde og udnyttede hver deres styrker.
Målinger i fuld dybde indsamlet af skibe giver øjebliksbilleder af havets tæthed, men gentages normalt omkring en gang om året. Fortøjede instrumenter giver på den anden side kontinuerlige målinger af tæthed og hastighed, men kun i en begrænset periode på et bestemt sted.
Vi udviklede en ny tilgang, der kombinerer skibsdata, fortøjningsregistreringer og en numerisk simulering med høj opløsning for at beregne styrken af den antarktiske bundvandstrøm og hvor meget ilt den transporterer til det dybe hav.
Vores undersøgelse fokuserede på et dybt bassin syd for Australien, der modtager bundvand fra flere kilder. Disse kilder ligger nedstrøms for store smeltevandsinput, så denne region vil sandsynligvis give en tidlig advarsel om klima-inducerede dybe havændringer.
Resultaterne er slående. I løbet af tre årtier, mellem 1992 og 2017, blev den væltende cirkulation af denne region aftaget med næsten en tredjedel (30%), hvilket fik mindre ilt til at nå dybet. Denne opbremsning var forårsaget af opfriskning tæt på Antarktis.
Vi fandt ud af, at denne opfriskning reducerer tætheden og volumen af dannet antarktisk bundvand, såvel som den hastighed, hvormed det strømmer.
Den observerede afmatning ville have været endnu større, hvis ikke for en kortvarig klimabegivenhed, der drev en delvis og midlertidig genopretning af bundvandsdannelse. Opsvinget, drevet af øget saltholdighed, illustrerer yderligere følsomheden af bundvandsdannelse over for ændringer i saltindholdet på den antarktiske kontinentalsokkel.
Bekymrende nok viser disse observationer, at ændringer forventes at ske i 2050 allerede er i gang.
Abyssal havopvarmning drevet af Antarktis væltende afmatning, Kredit: Matthew England og Qian Li.
Hvad er det næste?
Istabet fra Antarktis forventes at fortsætte, endda accelerere, efterhånden som verden opvarmes. Vi er næsten sikker på at krydse 1.5? tærsklen for global opvarmning inden 2027.
Mere istab vil betyde mere opfriskning, så vi kan forudse afmatningen i cirkulationen og dybe ilttab vil fortsætte.
Konsekvenserne af en afmatning vil ikke være begrænset til Antarktis. Den væltende cirkulation strækker sig over hele det globale hav og påvirker tempoet i klimaændringer og havniveaustigning. Det vil også være forstyrrende og skadeligt for livet i havet.
Vores forskning giver endnu en grund til at arbejde hårdere – og hurtigere – for at reducere udledningen af drivhusgasser.
Om forfatterne
Kathy Gunn,, CSIRO; Matthew England, Scientia-professor og vicedirektør for ARC Australian Center for Excellence in Antarctic Science (ACEAS), UNSW Sydneyog Steve Rintoul, CSIRO Fellow, CSIRO
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.
Relaterede Bøger:
Den fremtid, vi vælger: Overlevelse af klimakrisen
af Christiana Figueres og Tom Rivett-Carnac
Forfatterne, som spillede nøgleroller i Paris-aftalen om klimaændringer, tilbyder indsigt og strategier til at håndtere klimakrisen, herunder individuel og kollektiv handling.
Klik for mere info eller for at bestille
Den ubeboelige jord: Livet efter opvarmning
af David Wallace-Wells
Denne bog udforsker de potentielle konsekvenser af ukontrollerede klimaændringer, herunder masseudryddelse, mad- og vandknaphed og politisk ustabilitet.
Klik for mere info eller for at bestille
Fremtidsministeriet: En roman
af Kim Stanley Robinson
Denne roman forestiller sig en nær fremtids verden, der kæmper med virkningerne af klimaændringer og tilbyder en vision for, hvordan samfundet kan ændre sig for at håndtere krisen.
Klik for mere info eller for at bestille
Under a White Sky: The Nature of the Future
af Elizabeth Kolbert
Forfatteren udforsker den menneskelige indvirkning på den naturlige verden, herunder klimaændringer, og potentialet for teknologiske løsninger til at løse miljømæssige udfordringer.
Klik for mere info eller for at bestille
Nedtrapning: Den mest omfattende plan, der nogensinde er blevet foreslået til at vende global opvarmning
redigeret af Paul Hawken
Denne bog præsenterer en omfattende plan for håndtering af klimaændringer, herunder løsninger fra en række sektorer som energi, landbrug og transport.
