MOSAiCs "havsstad" betraktas i polarnattens mörker. Kredit: Daisy Dunne för Carbon Brief
I haven ovanför Skandinavien finns det en punkt där Ishavet kolliderar med det varmare, saltare vattnet i Atlanten.
Denna arktiska region - känd som Barentshavet - har genomgått en snabb förändring under de senaste decennierna. Lufttemperaturerna här har stigit mer än fyra gånger den globala genomsnittskursen sedan början av industritid.
Det finns också allt större bevis som antyder att den unika strukturen i Arktiska havet kan förändras i denna region. Forskare har avslöjat "hotspots”Där vissa delar av Barentshavet börjar likna Atlanten mer. De kallar detta fenomen ”Atlantifiering”.
Omfattningen av Atlantifiering över den Eurasiska arktiska bassängen och dess möjliga påverkan på djurlivet som följer havströmmar är aktiva forskningsområden.
Även om den övergripande omfattningen och påverkan av Atlantifiering fortfarande är oklart, kan det vara att driva delar av Arktis mot ett klimat "tipppunkt", berättar arktiska forskare Carbon Brief.
Till skillnad från Atlanten och Stilla havet, blir de övre vattnen i Eurasiska arktiska havet varmare när de blir djupare. Toppen av havet täcks vanligtvis av havsis. Under detta är ett lager med kallt sötvatten följt av ett djupare lager varmare, saltare vatten som levereras till Arktis från Atlanten med havsströmmar.
Skikten hålls på plats på grund av skillnader i vattensalthalt. Det svala sötvattnet är mindre salt än det varmare atlantiska vattnet och är också mer flytande. Därför sjunker varmare, saltare vatten under det färskare toppskiktet. Däremellan bildas en brant salthaltgradient. Detta är känt som en "haloklin".
Diagrammet nedan illustrerar Arktis unika havsstruktur. På diagrammet illustrerar den röda linjen ökande vattentemperatur med djup, medan den gröna linjen illustrerar ökande salthalt.
En illustration av arktiska havets struktur. Den röda linjen illustrerar ökande vattentemperatur med djup, medan den gröna linjen illustrerar ökande salthalt. Källa: Arctic Monitoring and Assessment Program (AMAP)
Haloklinskiktet skyddar havsisen från att smälts av inkommande varmt vatten från Atlanten, förklarar Dr Michel Tsamados, en havsforskare från University College London:
”Den här värmen kan inte smälta isen. Men frågan som vi försöker ta reda på nu i modellerna är: kommer denna värme verkligen att förbli instängd för gott? ”
(Tsamados är en av nästan 600 personer som deltar i MOSAiC, den största arktiska forskningsekspeditionen som någonsin har försökt. nyligen gick med expeditionen under de första sex veckorna när den passerade över Barentshavet och in i det centrala Arktis med höga latitud.)
Forskare har observerat en snabb nedgång i isbeläggningen över Barentshavet under de senaste decennierna. Enligt NASA data, det totala området som täcktes av havsis i denna region har sjunkit med nästan hälften sedan satellitregister började i början av 1980-talet. (Mycket av den is som finns i Barentshavet är blåst in från centrala Arktis.)
Försvinnandet av havis kan leda till en förskjutning i strukturen i havet under, antyder forskning.
en möjlig orsak för detta är att när isen smälter igenom sommaren, så fyller den sötvattenskiktet som ligger ovanför det varmare Atlanten. Med mindre havs is runt, minskar mängden sötvatten, vilket gör att definitionen mellan havlagren försvagas.
Detta får i sin tur havet att blandas ihop och drar mer atlantisk värme upp mot ytan. Denna "Atlantificering" kan i sin tur få mer is att smälta underifrån, säger Tsamados:
"Genom att ta bort isen tar du i huvudsak av filten från toppen av Ishavet och får den att vakna. Detta förvandlar havet från mycket lugn till något mer dynamiskt. ”
Ett annat sätt att havsens försvinnande kan störa Arktis struktur är att låta den vara sårbar för ytvindar, säger han. Dessa vindar kan bryta upp havet - återigen tillåter atlantisk värme dras upp mot havsytan.
Atlantifiering kan också drivas av uppvärmningen av det atlantiska vattnet som föras in i Arktis av havsströmmar, säger Dr Ben Rabe, ledare för MOSAiCs havslag och en forskare vid Alfred Wegener Institute (AWI). Han berättar för Carbon Brief:
”[Atlantificering] kan vara relaterad till uppvärmningen av vatteninflödet. Vi vet ännu inte varför det exakt händer. ”
Begreppet "Atlantificering" användes först i en akademisk artikel publicerad i Vetenskap 2017. Uppsatsen, leds av Prof Igor Polyakov, varnade:
”Vi visar att de senaste isreduktionerna, försvagningen av haloklinen och avskalning av det mellanliggande djupet Atlanten vattenskiktet i det östra Eurasiska bassängen har ökat vinterventilationen i havets inre, vilket gör denna region strukturellt lik den i västra Eurasiska bassängen.
"Denna omringande 'Atlantifiering' av Eurasiska bassängen representerar ett väsentligt steg mot en ny arktisk klimatstat, med en betydligt större roll för Atlantströmmarna."
Forskning på is
Forskare som deltar i MOSAiC-expeditionen använder en rad instrument för att studera ishavet.
Expeditionen är centrerad kring Polarstern, en tysk isbrytare som har varit fryst medvetet i havsisen ovanför Sibirien i Arktis med hög latitud. Fartyget kommer att driva passivt med isen när det rör sig norrut under nästa år.
På havsisen har forskarna inrättat ett spretande isläger. Lägret är uppdelat i olika ”städer” som mäter förändringar i olika delar av det arktiska klimatsystemet. En av dessa är en "havsstad", som kommer att använda olika instrument för att mäta vattentemperatur och salthalt i olika höjder på vattenspelaren.
Ett sådant instrument är ett "isbundna profiler”. Enheten består av ett flottör som är bunden till isytan, som stöder ett rep som sträcker sig ner i havet. På repet rör sig ett litet robotinstrument upp och ner - ständigt mätningar av temperatur och salthalt i olika höjder i vattenpelaren.
MOSAiC-forskare monterar en "isbunden profil" på däcket till Akademik Fedorov. Kredit: Daisy Dunne för Carbon Brief
Det vet man inte med säkerhet var den drivande isen tar dem, men forskarna hoppas till slut hamna i Fram sund, en havpassage som ligger mellan Grönland och Svalbard, en stor norsk arktisk ö.
På sin resa är det möjligt att de kommer att upptäcka fler "hotspots" av Atlantifiering - bort från Barentshavet, säger Tsamados:
”I slutet kommer [expeditionen] att nå Fram-sundet - en” utgångsregion ”för atlantiskt vatten. Så [forskare] kommer att ta prov på atlantiskt vatten som har gjort en resa genom Arktis och kommer ut nu vid Framsundet. Det blir väldigt intressant att se. ”
Karta som visar Polarsterns rutt från sin avgång från Tromso den 20 september 2019 till cirka 85 grader norr i centrala arktiska havet, där den fäst sig till en isflak den 6 oktober 2019 (röd). Den halmtakspilen illustrerar det område som fartyget kan driva över på sin år långa resa, som slutar nära Fram-sundet. Kredit: Tom Prater för Carbon Brief
Livet på kanten
Förutom att ha påverkat havets isnivåer är det möjligt att Atlantifiering kan ge upphov till det unika djurlivet som bor i Barentshavsområdet.
Barentshavet innehåller kommersiellt viktigt torskbestånd och är en "viktig matningsplats”För stora valar. Regionen stöder 21 valarter, inklusive våghval, sperma valar, knölvalar och narval. Det är också hem till grå och harpa sälar, som är förberedda av isbjörnar.
Fluke of a diving Humpback Whale (Megaptera novaeangliae), Barents Sea, Nordaustlandet, Svalbard skärgård. Kredit: imageBROKER / Alamy Stock Photo
Många av de fiskbestånd som bor här är mycket anpassade till den unika strukturen i Arktiska havet. Atlantifiering skulle kunna driva fisk ur regionen och längre norrut, vilket i sin tur kan påverka de stora marina djur som är beroende av dem för mat.
Atlantifiering kan också orsaka fiskbestånd som oftare finns i Atlanten att flytta in i Arktis.
A studera som publicerades 2018 fann att svartbenta kattkakor - en sjöfågla som matas i Barentshavet och Svalbard skärgård - har flyttat sina dieter för att inkludera fler atlantiska fiskarter under det senaste decenniet. Studiens författare skrev att sjöfåglarna kunde ses som ”budbärare av Atlantificering”.
Försvinnandet av is i Barentshavet kan ha långtgående konsekvenser för djurlivet i andra delar av Arktis, säger Dr Allison Fong, samordnare för ekosystemets forskargrupp för MOSAiC och en forskare vid AWI. Hon berättar för Carbon Brief:
"Is fungerar som en miljö som transporterar organismer från utkanten av Arktis till den centrala Arktis - så detta kan få konsekvenser för vad 'såddpopulationer' finns under växtsäsongen."
Termen "utsädespopulation" avser en djur- eller växtpopulation som bildas på en plats och sedan transporteras till en annan, vilket verkar för att fylla på nummer på den andra platsen.
Svartbent Kittiwake som bo på St Paul Island, Pribilof Islands, Bering Sea, Southwest Alaska. Kredit: Design Pics Inc / Alamy Stock Photo
Brytpunkten?
En enastående fråga kring Atlantifiering är i vilken utsträckning det kan vara att driva Arktis mot en ”tipping point”- en möjligen irreversibel och självförstärkande förändring i klimatsystemet.
En viktig möjlig drivkraft för Atlantificering i Barentshavet är att isen försvann från toppen av havet. Emellertid, först när den har blivit orsakad, förorsakar Atlantifiering ytterligare isis, vilket i sin tur kan leda till mer Atlantifiering.
Relaterat innehåll
Det finns dock fortfarande mycket för forskare att förstå om Atlantifiering och hur det hänför sig till andra havsprocesser - vilket gör det svårt att säga om Atlantifcation verkligen är en självförstärkande "positiv feedback", säger Tsamados:
”Denna mönsterförändring i Barentshavet kan ses som en tipppunkt eftersom den verkar vara oåterkallelig, åtminstone i omfattning av några år. Men om vi skulle kyla Arktis i 50 år, är det möjligt att havsisen skulle återvända och dessa förändringar skulle vända. Utan mer forskning är det svårt att säga. ”
Om författaren
Daisy Dunne var en av fem journalister som valts ut för att rapportera om MOSAiC. Hennes kostnader när hon lämnade Tromso täcktes av Alfred Wegener Institute, som organiserade expeditionen.
Denna artikel publicerades ursprungligen på Carbon Brief
relaterade böcker
Livet efter kol: Nästa globala omvandling av städer
by Peter Plastrik, John Cleveland
Framtiden för våra städer är inte vad det brukade vara. Den moderna stadsmodellen som tog hållet globalt under tjugonde århundradet har överlevt sin användbarhet. Det kan inte lösa de problem som det hjälpte till att skapa - särskilt global uppvärmning. Lyckligtvis utvecklas en ny modell för stadsutveckling i städer för att aggressivt hantera klimatförändringarnas verklighet. Det förändrar hur städer utformar och använder fysiskt utrymme, genererar ekonomisk rikedom, konsumerar och spenderar resurser, utnyttjar och upprätthåller de naturliga ekosystemen och förbereder sig för framtiden. Finns på Amazon
Den sjätte utrotningen: En onaturlig historia
av Elizabeth Kolbert
Under de senaste hälften miljarder åren har det funnits fem massutrotningar, när livet på jorden plötsligt och dramatiskt kom fram. Forskare runt om i världen övervakar för närvarande den sjätte utrotningen, som förutspås vara den mest förödande utrotningshändelsen sedan asteroidpåverkan som utplånade dinosaurierna. Den här gången är katastrofen oss. I prosa som är omedelbart öppen, underhållande och djupt informerad, Ny Yorker författaren Elizabeth Kolbert berättar för oss varför och hur människor har förändrat livet på planeten på ett sätt som ingen art har tidigare. Interweaving forskning i ett halvt dussin discipliner, beskrivningar av den fascinerande arten som redan har gått vilse, och utrotningshistoria som ett koncept, ger Kolbert ett rörligt och omfattande redogör för försvinnandena före våra ögon. Hon visar att den sjätte utrotningen sannolikt kommer att vara mänsklighetens mest varaktiga arv, vilket tvingar oss att ompröva den grundläggande frågan om vad det innebär att vara mänsklig. Finns på Amazon
Klimatkrig: Kampen för överlevnad som världsöverhettning
av Gwynne Dyer
Vågor av klimatflyktingar. Dussintals misslyckade stater. All-out krig. Från en av världens stora geopolitiska analytiker kommer en skrämmande glimt av den strategiska verkligheten i den närmaste framtiden, när klimatförändringen driver världens makt mot överlevnadspolitiken. Forntida och orättvisa, Klimatkrig kommer att bli en av de viktigaste böckerna under de kommande åren. Läs det och ta reda på vad vi ska på. Finns på Amazon
Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.
