En ny studie kopplar snabbt deoxygenering i St. Lawrence-viken till två kraftfulla strömmar: Gulf Stream och Labrador Current.

Den breda, biologiskt rika vattendrag i östra Kanada som dränerar Nordamerikas stora sjöar och är populär bland fiskebåtar, valar och turister har förlorat syre snabbare än nästan någon annanstans i de globala oceanerna.

Papperet, som visas i Natur klimatförändringar, förklarar hur stora klimatförändringar redan orsakar syrehalter att falla i de djupare delarna av denna vattenväg.

"Området söder om Newfoundland är en av de bästa provtagna regionerna i havet", säger första författaren Mariona Claret, en forskningsassistent vid University of Washingtons gemensamma institut för atmosfärs och oceanstudien. "Det är också ett mycket intressant område eftersom det är vid korsningen där två stora, större strömmar interagerar."

Nära hypoxi

Kanadas fiskeribyrå har spårat stigande salthalt och temperatur i St. Lawrence-regionen sedan 1920. De har bara övervakat syre sedan 1960, och den nedåtgående trenden ger upphov till oro.

"Observationer i den mycket inre Gulf of St. Lawrence visar en dramatisk syreavgång, som når hypoxiska förhållanden, vilket innebär att den inte fullt ut kan stödja det marina livet", säger Claret.

Oxygenfall har visat sig påverka Atlantic wolffish, säger Claret och hotar också atlantisk torsk, snökrabbor och hälleflundra som alla bor i djupet.

Gulf Stream och Labrador Current båda delas nära Laurentian Channel, en djup kanal inom Gulf of St. Lawrence att båda strömmarna matas. Gulfströmmen är i sin tur känslig för förändringar i Atlantic Meridional Overturning Circulation. (Kredit: Mariona Claret / U. Washington)

"Syreavbrottet i denna region rapporterades redan, men det som inte undersöktes tidigare var den bakomliggande orsaken", säger Claret, som gjorde jobbet samtidigt vid McGill University.

Resultaten bekräftar en nyligen genomförd studie som visar att, när koldioxidhalterna steg under det senaste århundradet på grund av mänskliga utsläpp, har Gulf Stream flyttat norrut och Labrador Current har försvagats. Det nya papperet konstaterar att detta orsakar mer av Gulf Streams varma, salta och syrefattiga vatten för att komma in i St. Lawrence Seaway.

Enorma simulering

Forskare använde produktion från den amerikanska oceaniska och atmosfäriska förvaltningens laboratorium för geofysisk vätskedynamik, en dator med hög upplösning som simulerar världens oceaner med en datapunkt varje 8 kilometer (5 miles). Simuleringen tog nio månader att köra med hjälp av 10,000-databaser, enorma, till och med av standarderna för globala klimatmodeller.

Med denna precision börjar eddier och detaljer av kusten som kan påverka havscirkulationen dyka upp. Modellutgång kombinerad med de historiska observationerna visar att när koldioxidhalten går upp, ersätter Gulf Stream-vatten Labradors havsvatten i de djupare delarna av St. Lawrence-bukten.

Stormar i Labradorhavet har kramat upp de vatten som Labrador Current bär, och så luft som absorberas vid ytan blandas långt under ytan. Gulfströmmen är dock mer stratifierad i stabila horisontella lager; Det övre lagret innehåller syre från luften ovan, men det marina livet har förbrukat det nedre lagrets syre.

Vad är nästa är okänt

Dessutom är den varmare Gulf Stream lika tät på ett större djup, så djupare, mer syreberoende skikt från Gulf Stream följer samma täthetsväg som syrsyra nära ytvattnet från Labrador Current tar.

"Vi relaterar en förändring av syre på kusten till en förändring i storskaliga strömmar i det öppna havet," säger Claret.

I modellen motsvarar förskjutningen i storskalig oceancirkulation som orsakar uppvärmning och deoxigenering i Saint Lawrence-viken också en minskning av Atlantmassorens Overturning Circulation, ett oceancirkulationsmönster som är känt för att starkt påverka norra halvklotet.

"Att kunna knyta kustförändringarna med Atlantic Meridional Overturning Circulation är ganska spännande", säger Claret.

Analys visar att hälften av syrgasfallet i djupet i St. Lawrence River beror bara på det varmare vattnet, som inte kan rymma så mycket syre. Den andra halvan är sannolikt på grund av andra faktorer, såsom biologisk aktivitet i de två strömmarna och inuti kanalen.

Vad som händer nästa är okänt, säger Claret. Syrehalten i St. Lawrence kommer att bero på mycket större frågor, säger hon som hur mycket koldioxid människor kommer att släppa ut i atmosfären under de kommande decennierna och hur stora havsströmmar kommer att reagera.

Europeiska forskningsrådet, det spanska ministeriet för ekonomi och konkurrenskraft, Kanada-fonden för innovation, och NOAA finansierade arbetet. Ytterligare medförfattare är från autonoma universitetet i Barcelona; University of Rhode Island; University of California, Los Angeles; Dalhousie University i Nova Scotia; Fiskeri och hav Kanada; och NOAA: s Geophysical Fluid Dynamics Laboratory.

Källa: University of Washington

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon