19/08/2016 Havisen reagerte raskt på klimaendringer i fortiden

Sea Ice offshore Greenland captured by NASA in 2014. The swirls of ice are caused by winds and currents that steer the ice around the sea. Photo: NASA Earth Observatory

Utbredelsen av havisen har variert konsekvent i takt med raske klimaendringer gjennom de siste 90.000 år, viser en ny studie i Nature Communications.

Tekst: Maja Sojtaric

— Den arktiske havisen har reagert veldig raskt på tidligere klimaendringer. I løpet av de kaldeste periodene av de siste 90.000 årene spredde iskanten seg relativt raskt til i alle fall havryggen mellom Grønland og Skottland. Trolig rakk isdekket langt ut i Atlanterhavet, sier førsteforfatter Ulrike Hoff, forsker ved Senter for arktisk gasshydrat, miljø og klima (CAGE).

Havisen forsterker klimaendringer som skjer til enhver tid. Havisens vekst og smelting har dyptgripende virkninger på klima, marint miljø og havsirkulasjon.

Bittesmå piksler som fullfører det store bildet

The single celled algae, diatoms, can be seen using Scanning Electron Microscopy. It can take up to a year to clean a sample to take a picture like this. (colours added). Photo: Ulrik Hoff

De encellede algene kan man se ved hjelp av Scanning Electron Microscopy. Det kan ta opp til ett år å rense en sedimentprøve tilstrekkelig for å ta et slikt bilde. Foto: Ulrike Hoff ( farge lagt til.)

Hoff og kolleger har studert fortidens utbredelse av havis ved å undersøke den hittil lengste, marine sedimentkjerne. Kjernen ble hentet fra 1200 m vanndyp fra havbunnen i De nordiske hav, like ved Færøyene. Sedimentlagene som man kan se i kjernen har blitt avsatt over de siste 90.000 år, og det er ved å studere disse lagene at forskere kan avsløre endringer i havis og klima gjennom denne perioden.

Det var de minste av bevis i disse lagene som brakte denne sterke bekreftelsen av havisens utbredelse frem i lyset: Fossiler av er en type planteplankton, som kalles kiselalger. Det er encellede planter med en cellevegg bestående av silisium.

— Kiselalger er overalt. De er det gyllent brune belegget inn i glasset på en gatelykt og det skinnende stoffet i din make-up. Kiselalger er også brukt i tannkrem som rengjøringsmiddel, sier Hoff.

— De er virkelig fantastiske, og kan bli bevart i marine- og innsjøsedimenter i millioner av år. Jeg har personlig undersøkt fragmenter av kiselalgefossiler som er 65 millioner år gamle, og de ligner veldig på de kiselalgene som lever i dag.


Gjør det mulig å bestemme istykkelsen

Ikke bare kunne Hoff og kolleger beregne om de nordiske havene var dekket av havis ved å studere kiselalger. De kunne også anslå hvor tykt isdekket var, og om havet var dekket av ettårs- eller flerårsis.

Diatoms have valves that are easily dissolve in salt water. But they leave traces of molecules in the sediments that scientists can look for to determine how the populations of algae developed in the past. Photo: Ulrike Hoff (Color added)

Kiselalger har ventiler som lett oppløses i det salte havvannet. Men de etterlater spor av molekyler i sedimentene som forskere kan se etter for å finne ut hvordan bestandene av alger utviklet seg i fortiden. Foto: Ulrike Hoff (farge lagt til)

Studien viser at havisen trakk seg brått tilbake under oppvarming; spredde seg raskt i løpet av kjøligere faser, og ble flerårig i kalde perioder og under såkalte Heinrich hendelser.

Enkelte arter av kiselalger bruker havisen som habitat, det vil si at de er festet til selve isen. Hvis du dykker under isen kan du se dem som en gyllent brunt belegg på undersiden. Men som alle alger er de avhengige av fotosyntese og til det trenger de solens stråler som trenger gjennom isen. Hvis isen er for tykk, kan solstrålene ikke nå algene, og produksjonen faller raskt som resultat.

— Ved å klassifisere kiselalger i bestemte deler av sedimentkjernen, og telle dem, kunne vi beregne mengden av algene og kalkulere oss frem til istykkelsen i en gitt tidsperiode. Men prosessen er komplisert: så snart kiselalgene dør er deres skall ganske skrøpelige i det salte vannet. Havet er raskt med å gjenvinne silikat fra deres skall, og de oppløses understreker Hoff.

Heldigvis er det slik at når disse skallene faller til bunnen av havet så frigjør de en spesiell type lipid kalt IP25. Det er et molekyl som ikke løses opp like lett i sjøvann. Ved å teste sedimentkjernen for denne lipiden, kan forskere avgjøre om en viss kiselalgebestand levde i havet, og hvor godt utviklet bestanden var.

Første sterke bevis

— Vi har for første gang en tydelig og detaljert dokumentasjon av sjøisutbredelse i de nordiske hav, på grunn av tilstedeværelsen av IP25. Våre tidligere studier fra dette området, og andre steder i De nordiske hav og Nord-Atlanteren, har bare antydet utstrekningen av havis, sier Tine Rasmussen, medforfatter av studien og professor ved CAGE.

Thermohaline_Circulation_2

Havvann transporteres rundt om på Jorden ved hjelp av havstrømmen. Blå streker representerer dypvannsstrømmer av kaldere og tettere havvann , mens røde streker representerer overflatestrømmer av varmere, mindre tett vann. Dypvannsdannelsen skjer i kalde områder av planeten. Illustrasjon: NASA

IP25 analysene ble utført av medforfatterne Ruediger Stein og K. Fahl fra Alfred Wegener Institutt, Bremerhaven, Tyskland.

Rasmussen påpeker at havisen påvirker bevegelsene til havstrømmene sterkt, som igjen påvirker lufttemperaturen.

For eksempel er permanent isdekke ikke bra for dypvannsdannelse, en prosess som i hovedsak driver det som vi kjenner som Golfstrømmen.

— Vi må forstå hvilken påvirkning havisen hadde på fortidens klimaendringer og havstrømmer. Det vil hjelpe oss med å forstå fremtidig utvikling i stadig varmere klima, sier Rasmussen.

Referanse: Hoff, U. Rasmussen T.L., Stein, R., Ezat M.M. and Fahl, K. (2016) Sea ice and millennial-scale climate variability in the Nordic seas 90 kyr ago to present, Nature Communications 7, Article number: 12247 doi:10.1038/ncomms12247

 

Print Friendly, PDF & Email