Klima na Zemlji regulirana je cirkulacijama u svjetskim oceanima uzrokovanima gustoćom vode, koje donose toplu površinsku vodu u polarne regije i odnosi hladnu vodu iz dubinskih slojeva u druge krajeve. Kako se slane vode koje teku prema polu hlade u sjevernom Atlantiku, one postaju tako teške da tonu. To potonuće djeluje poput pumpe za oceansku termohalinsku cirkulaciju. Do sad dobro poznata činjenica je da je u određenom razdoblju u prošlosti sjevernoatlantski ogranak termohalinske cirkulacije bio zaustavljen topljenjem ledenih pokrova, kad je oslobodilo toliko slatke ledene otopljene vode da je potonuće hladne vode u Sjevernim morima zaustavljeno i sjeverna hemisfera zaronila je u razdoblje dubokog smrzavanja. Posljednji put se takav kolaps dogodio pred kraj posljednjeg ledenog doba, prije otprilike 17500 do 15000 godina u prvom stadiju Tajanstvenog intervala, kako ga znanstvenici vole nazivati. Otprilike u to vrijeme se sjevernopacifički ogranak termohalinske cirkulacije drastično promijenio, kako tvrde znanstvenici u studiji iz časopisa Science. "Rekonstruirane promjene u strujnom sustavu sjevernog Pacifika mogle su zaustaviti globalne utjecaje poremećene cirkulacije u Atlantiku i možda su spriječile dalje hlađenje sjeverne polutke" kaže Axel Timmermann iz Međunarodnog centra za istraživanje Pacifika pri Sveučilištu Hawaii u Manoi, jedan od autora rada. "Prije otprilike 17000 godina, površinske vode sjevernoga Pacifika postale su slanije i veća gustoća kao rezultat toga uzrokovala je masovno potonuće. Novoformirana ledena duboka voda izlila se iz subarktičkog sjevernog Pacifika pri dubinama od 2000 do 3000 metara stapajući se s dubinskom zapadnom obalnom strujom koja je tekla u smjeru juga. Uz to se na površini formirala topla, snažna struja usmjerena prema polu. Ona je oslobađala veliku količine topline u atmosferu i snabdijevala pacifičku dubinsku promjenu cirkulacije vodom" objašnjava Yusuke Okazaki iz Japanske agencije za znanosti i moru i Zemlji i tehnologiju, ujedno i glavni autor rada. Dubinska promjena cirkulacije u Pacifiku mogla je također uzburkati stare duboke vode obogaćene ugljikom te time pridonijeti porastu koncentraciji atmosferskog CO2 tijekom posljednjeg prekida ledenog doba. "To je moglo katalizirati dalje zatopljenje i ubrzati topljenje leda" kaže Laurie Menviel, koautorica studije, također iz Međunarodnog centra za istraživanje Pacifika. Opažački dokaz za ove promjene cirkulacije dobiven je analizom radiokarbonskih podataka uzetih iz 30 uzoraka sedimenata s različitih lokacija u sjevernom Pacifiku. Usporedba koncentracija ugljika u radioaktivnom raspadu kod morskih organizama (foraminifera) koje žive na površini i dnu mora u raznim regijama sjevernog Pacifika dala je informaciju o starosti vodenih masa tijekom ovog vremenskog razdoblja. Iz ovih podataka znanstvenici su mogli rekonstruirati i izraditi kartu promjena u cirkulaciji. Kako bi dopunili ove opažačke analize, autori su koristili računalni model koji simulira interakcije među oceanskim bazenima, vegetacijom na kopnu i globalnim marinsko – karbonskim ciklusom. Ova "model Zemljinog sustava" proveden je pod uvjetima koji su oponašali katastrofalno oslobađanje vode nastale otapanjem ledenih pokrova prije 17500 do 15000 godina koja je prekinula izmjenu topline u sjevernom Atlantiku. Računalna simulacija pokazala je jednaku reorganizaciju u promjeni cirkulacije sjevernog Atlantika kao i kod podataka dobivenih iz uzoraka sedimenata. I simulacija i podaci sugeriraju da je tijekom ovog razdoblja sjeverni Pacifik služio kao neka vrsta rezervnog generatora koji će djelomično nadoknaditi globalne efekte padajući temperatura sjevernog Atlantika. "Konačni test predloženog mehanizma bio bi presjek uzoraka sedimenata iz prolaza između Kamčatke i Beringovog otoka. To bi pokazalo promjene u starosti vodenih masa i stope protoka kroz takozvano usko grlo između dubokih struja u Pacifiku usmjerenih prema jugu tijekom ranog Tajastvenog intervala" zaključuje Timmermann. "U međuvremenu naša otkrića upozoravaju na atlantsko-centrički pogled na iznenadnu klimatsku promjenu koji je prevladao među klimatolozima u posljednjih 20 godina. Ona naglašavaju da su se dogodile komplicirane prilagodbe u globalnom oceanu tijekom ovih razdoblja klimatske promjene, u kojima je sjeverni Pacifik definitivno bio igrač kojeg treba uzeti u obzir."
www.znanost.com
Znanstvenici su krajem 2011. otkrili skretanje Golfske struje. U prosincu prošle godine, na sastanku s komercijalnim ribarima New Englanda, oceanografe Glen Gawarkiewicz i Al Plueddemann s Oceanografskog instituta Woods Hole (WHOI) trojica su ribara upozorila na neuobičajeno visoke površinske temperature vode i iznimno jake struje duž vanjskog kontinentalnog šelfa (kontinentalni plićak, tj. nastavak kontinenta pod morem, koji seže u prosjeku do 100 – 200 metara dubine i proteže se do kontinentalne padine, odnosno prelaska na oceansko dno, op.prev.) južnog New Englanda. Gawarkiewicz im je obećao da će istražiti što se to događa. Rezultat njegovog istraživanja je otkriće da se Golfska struja sa svog normalnog puta pomaknula prema sjeveru počevši od kraja listopada 2011. i uzrokujući više temperature oceana duž čitavog kontinentalnog šelfa. Otkrića do kojih su znanstvenici Cape Fear Community učilišta u Wilmingtonu u južnom New Englandu došli objavljena su u časopisu Scientific Reports u kolovozu 2012. pod nazivom "Izravna interakcija Golfske struje i kontinentalnog šelfa". Rješavanje misterije Gawarkiewicz i njegov tim započeli su sakupljanjem podataka iz različitih izvora i zabilježili putanju Golfske struje tijekom jeseni 2011. Najprije su naišli na podatke iz programa eMOLT, neprofitne suradnje ribarske industrije te istraživačkih, akademskih i državnih tijela, pod vodstvom Jamesa Manninga iz centra National Oceanic and Atmospheric Administration's Northeast Fisheries Science Center. Više od desetljeća ovaj program bilježio je temperature pri dnu oceana dijeleći lovcima na jastoge sonde za mjerenje. Manning i znanstvenici iz WHOI-a, uključujući Roberta Todda i Magdalenu Andres, analizirali su vremenski niz temperatura s dva eMOLT-ova punkta – OC01 i TA51, smještenima u vanjskom kontinentalnom šelfu. U dva su navrata zabilježili naglo povećanje temperature za 6,2° odnosno 6,7°, tako da je temperatura mora iznosila više od 18°C. "Ovo su vrlo dramatične činjenice za područje vanjskog kontinentalnog šelfa – najmanje 2°C više nego je zabilježeno od 2001. godine", kaže Gawarkiewicz. "18°C pri dnu, u području vanjskog šelfa, ekstremno je visoka temperatura za kasnu jesen." Maksimalna zabilježena temperatura dna u prosincu 2011. bila je najviša zabilježena u posljednjih šest godina mjerenja na punktu OC01. U prosječnim godinama tople vode Golfske struje samo indirektno utječu na oceanske struje i temperature u blizini kontinentalne padine južno od New Englanda jer topli vrtlozi, odvojci Golfske struje, povremeno zakrenu prema kontinentalnom šelfu. Ti vrtlozi se normalno zadržavaju na jednom području i po nekoliko tjedana i izazivaju samo ograničeno zagrijavanje na vanjskom šelfu. Gawarkiewicz i tim prikupili su dodatne podatke o temperaturi i salinitetu vode za period od 4. prosinca 2011. do 4. siječnja 2012. s instrumenata koje je postavio opservatorij za ocean – Ocean Observatories Initiative, radi privremenog ispitivanja sidrišta, 12 km južno od kontinentalne padine. Istraživači su usporedili ova mjerenja saliniteta s prijašnjima i otkrili da se visoke razine saliniteta – istovjetne sa salinitetom vode koje nose Golfske struje – poklapaju vremenski s toplim periodima. Opseg i trajanje dva razdoblja zatopljenja iz 2011. u kombinaciji s visokim salinitetom kojeg su zabilježili istraživači sugeriraju da uzrok ne leži u prolaznim toplim vrtlozima, već u samoj Golfskoj struji koja donosi toplu, slanu vodu do vanjskog šelfa. Da bi potvrdio svoja otkrića, Gawarkiewicz je primio dobrodošlu pomoć studenata s Cape Fear Community učilišta u Wilmingtonu. Oni su u sklopu programa za naprednu pomorsku tehnološku edukaciju rasporedili ribarske brodove za vrijeme dva razdoblja zatopljenja. Ova vrsta ribarskih brodova koristi satelite da bi svakih šest sati slala podatke o svojoj poziciji. To su ključni podaci za znanstvenike WHOI-a, koji su zatim analizirali njihov smjer i brzinu. "Ribarske brodice pomicale su se duž rubnog područja toplih vrtložnih struja prema kontinentalnom šelfu brzinom od jednog čvora", kaže Gawarkiewicz. "Primijetili smo, međutim, kako brodica presijeca padinu i ide prema šelfu brzinom od 2,5 čvorova. Bilo je potrebno samo osam dana za rutu od 580 milja – od Cape Feara u Sjevernoj Karolinii do točke 40 milja južno od George Banksa." Periodi povećanja brzine poklapali su se s rekordno visokim temperaturama na području vanjskog šelfa, iz čega je znanstvenicima bilo jasno da su se vrtlozi Golfske struje preusmjerili na 39,9° sjeverno i 68° zapadno, što je 125 milja sjeverno od njene osnovne pozicije, najbliže sjeveru otkad se na ovoj geografskoj dužini vrše satelitska mjerenja. Privremeni pomak Golfske struje primijećen prošle jeseni može imati dugotrajne posljedice. Istraživanja pokazuju da je povećanje temperature za 2°C izazvalo značajne promjene u, recimo, populaciji srebrnih oslića, a u proljeće 2012. primijećene su, praćenjem s obale Cape Coda, migracije dviju vrsta riba mnogo ranije nego proteklih godina. Znanstvenici se slažu da treba obaviti još niz istraživanja kako bi se utvrdilo kako je ponašanje Golfske struje tijekom 2011. utjecalo na ekosistem i morske organizme kontinentalnog šelfa. Nejasno je što je moglo biti uzrokom promjene putanje Golfske struje. Ona se dogodila nedugo nakon uragana Irene i Katia koji su natopili istočnu obalu kišom, a to bi možda moglo imati utjecaja na odvajanje Golfske struje od kontinentalnog šelfa u blizini rta Cape Hatteras. Druga mogućnost je da su je mogle skrenuti hladne vrtložne struje južno od Golfske struje. U svakom slučaju, bit će potrebna daljnja istraživanja kako bi se utvrdilo kako i zašto se to dogodilo, što će pomoći u dugoročnom predviđanju kretanja Golfske struje. U međuvremenu, Gawarkiewicz i tim i dalje se bave onim što se s Golfskom strujom događalo prošle jeseni u nadi da će jednog dana moći predvidjeti takva skretanja."Provjeravamo stanje s vremena na vrijeme, bit ćemo u kontaktu s ribarima i akademicima te i dalje pomno pratiti situaciju", kaže znanstvenik.
znanost.geek.hr
