Πριν από περίπου 12.000 χρόνια, η τελευταία Εποχή των Παγετώνων έφτασε στο τέλος της. Οι παγκόσμιες θερμοκρασίες αυξήθηκαν, ξεκίνησε το πρώιμο Ολόκαινο και οι ανθρώπινες κοινότητες σταδιακά μετατοπίστηκαν προς πιο μόνιμους οικισμούς. Μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Geoscience υπογραμμίζει πώς ο Νότιος Ωκεανός γύρω από την Ανταρκτική συνέβαλε στην προώθηση αυτής της σημαντικής κλιματικής μετάβασης.
Η κατανόηση των νερών της Ανταρκτικής
Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον Δρ. Huang Huang του Εργαστηρίου Laoshan στο Qingdao και συμπεριλαμβανομένου του γεωχημικού Δρ. Marcus Gutjahr από το GEOMAR, ξεκίνησε να ανακατασκευάσει πόσο μακριά εκτείνονταν τα Νερά του Βυθού της Ανταρκτικής (AABW) μέσω του Νότιου Ωκεανού τα τελευταία 32.000 χρόνια.
«Θέλαμε να κατανοήσουμε πώς άλλαξε η επιρροή των Νερών του Βυθού της Ανταρκτικής, της πιο κρύας και πυκνής μάζας νερού στον παγκόσμιο ωκεανό, κατά την τελευταία αποπαγετωνοποίηση και ποιο ρόλο έπαιξε στον παγκόσμιο κύκλο του άνθρακα», λέει ο Huang, ο οποίος ολοκλήρωσε το διδακτορικό του στο GEOMAR το 2019 και τώρα εργάζεται ως επιστήμονας στο Qingdao της Κίνας.
Πυρήνες ιζημάτων και χημικά αποτυπώματα στα βαθιά νερά
Για να αντιμετωπίσουν αυτό το ερώτημα, οι επιστήμονες εξέτασαν εννέα πυρήνες ιζημάτων που συλλέχθηκαν από τους Ατλαντικούς και Ινδικούς τομείς του Νότιου Ωκεανού. Οι πυρήνες προέρχονταν από βάθη νερού μεταξύ περίπου 2.200 και 5.000 μέτρων και από τοποθεσίες που εκτείνονται ευρέως σε όλη την περιοχή. Αναλύοντας την ισοτοπική σύνθεση του ιχνοστοιχείου νεοδυμίου που διατηρείται στα ιζήματα, η οποία αντανακλά τη χημεία του περιβάλλοντος θαλασσινού νερού, μπόρεσαν να ανακατασκευάσουν πώς άλλαξαν τα νερά του βυθού της Ανταρκτικής με την πάροδο του χρόνου σε κλίμακα δεκάδων χιλιάδων ετών.
"Το διαλυμένο νεοδύμιο και το ισοτοπικό του αποτύπωμα στο θαλασσινό νερό είναι εξαιρετικοί δείκτες της προέλευσης των μαζών βαθέων υδάτων", εξηγεί ο Δρ. Marcus Gutjahr. «Σε προηγούμενες μελέτες, παρατηρήσαμε ότι η υπογραφή νεοδυμίου στα βαθιά νερά του Νότιου Ατλαντικού έφτασε στη σύγχρονη σύνθεσή της μόλις πριν από περίπου 12.000 χρόνια. Ωστόσο, τα ιζήματα από την τελευταία Εποχή των Παγετώνων έδειξαν τιμές που δεν βρίσκονται πουθενά στον Νότιο Ωκεανό σήμερα. Αρχικά, πιστεύαμε ότι η μέθοδος ήταν ελαττωματική ή ότι υπήρχε κάποιο πρόβλημα με τον πυρήνα των ιζημάτων. Αλλά το πραγματικό ερώτημα ήταν: Τι θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα τέτοιο σήμα; Μια τόσο εξωτική ισοτοπική υπογραφή μπορεί να αναπτυχθεί μόνο όταν τα βαθιά νερά παραμένουν σχεδόν ακίνητα για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, οι βενθικές ροές - χημικές εισροές από τον πυθμένα της θάλασσας - κυριαρχούν στο ισοτοπικό αποτύπωμα στα θαλάσσια ιζήματα».
Στάσιμα βαθιά νερά, αποθήκευση άνθρακα και η τελευταία Εποχή των Παγετώνων
Κατά τη διάρκεια της τελευταίας Εποχής των Παγετώνων, τα κρύα και πολύ πυκνά βαθιά νερά που σχηματίζονται σήμερα γύρω από την Ανταρκτική δεν εξαπλώθηκαν τόσο ευρέως όσο σήμερα. Αντ' αυτού, μεγάλο μέρος του βαθιού Νότιου Ωκεανού ήταν γεμάτο με νερά πλούσια σε άνθρακα που προέρχονταν από τον Ειρηνικό, έναν παγετώδη πρόδρομο των σημερινών Περιπολικών Βαθιών Νερών (CDW). Στη μελέτη, το CDW περιγράφεται ως πλούσιο σε άνθρακα επειδή κυκλοφορεί στον βαθύ ωκεανό για μεγάλα χρονικά διαστήματα με περιορισμένη επαφή με την επιφάνεια. Αυτή η απομόνωση επέτρεψε σε μεγάλες ποσότητες διαλυμένου άνθρακα να παραμείνουν κλειδωμένες στον βαθύ ωκεανό, βοηθώντας στη διατήρηση των ατμοσφαιρικών επιπέδων CO2 σχετικά χαμηλών.
Καθώς η Γη θερμαινόταν και τα στρώματα πάγου υποχωρούσαν πριν από περίπου 18.000 έως 10.000 χρόνια, ο όγκος του βυθού της Ανταρκτικής αυξήθηκε σε δύο διαυγείς φάσεις. Αυτές οι φάσεις διαστολής εμφανίστηκαν ταυτόχρονα με τα γνωστά γεγονότα θέρμανσης στην Ανταρκτική. Με περισσότερη κάθετη ανάμειξη στον Νότιο Ωκεανό, τα βαθιά νερά που είχαν αποθηκεύσει άνθρακα για μεγάλα χρονικά διαστήματα ήρθαν πιο κοντά στην επιφάνεια, επιτρέποντας σε αυτόν τον άνθρακα να διαφύγει στην ατμόσφαιρα.
Προηγουμένως, πολλοί επιστήμονες υπέθεσαν ότι οι αλλαγές στον Βόρειο Ατλαντικό, ιδιαίτερα ο σχηματισμός των Βαθέων Υδάτων του Βόρειου Ατλαντικού (NADW), ήταν οι κύριοι παράγοντες των μετατοπίσεων στην κυκλοφορία των βαθέων υδάτων στον Νότιο Ατλαντικό. Τα νέα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι αυτή η βόρεια επιρροή ήταν πιο περιορισμένη από ό,τι πιστευόταν προηγουμένως. Αντ' αυτού, η αντικατάσταση μιας παγετώδους, πλούσιας σε άνθρακα μάζας βαθέων υδάτων από νεοσχηματισμένα νερά του πυθμένα της Ανταρκτικής φαίνεται να ήταν κρίσιμη για την αύξηση του ατμοσφαιρικού CO2 προς το τέλος της τελευταίας Εποχής των Παγετώνων.
Η θερμότητα του Νότιου Ωκεανού, η απώλεια πάγου της Ανταρκτικής
Λόγω του τεράστιου μεγέθους και της μοναδικής κυκλοφορίας του, ο Νότιος Ωκεανός παίζει σημαντικό ρόλο στον έλεγχο του παγκόσμιου κλίματος. Τα τελευταία 50 χρόνια, τα νερά σε βάθος άνω των περίπου 1.000 μέτρων γύρω από την Ανταρκτική έχουν θερμανθεί σημαντικά πιο γρήγορα από ό,τι σε μεγάλο μέρος των υπόλοιπων ωκεανών του κόσμου. Για να κατανοήσουν πώς αυτή η ταχεία θέρμανση των βαθέων ωκεανών επηρεάζει την ικανότητα του ωκεανού να απορροφά και να απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα, οι επιστήμονες πρέπει να παρακολουθούν τις φυσικές και βιογεωχημικές αλλαγές σε μεγάλα χρονικά διαστήματα και να τις ενσωματώνουν σε κλιματικά μοντέλα. «
«Αν μπορούμε να εντοπίσουμε πώς έχει αλλάξει το βυθό της Ανταρκτικής τα τελευταία χιλιάδες χρόνια, μπορούμε να αξιολογήσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια πόσο γρήγορα το στρώμα πάγου της Ανταρκτικής μπορεί να συνεχίσει να χάνει μάζα στο μέλλον». Τα δεδομένα παλαιοκλίματος που λαμβάνονται από πυρήνες ιζημάτων είναι απαραίτητα για αυτό, προσφέροντας πληροφορίες για παλαιότερα κλίματα που ήταν θερμότερα από σήμερα και βοηθώντας στη βελτίωση των προβλέψεων για τη μελλοντική κλιματική αλλαγή.
www.worldenergynews.gr
