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Wie die Ozeanzirkulation das atmosphärische CO2 veränderte

Anonim

Wissenschaftler haben in den letzten Jahrzehnten darum gekämpft, um zu verstehen, warum die Lufttemperaturen in der Antarktis in den vergangenen eine Million Jahren nahezu perfekt mit den atmosphärischen CO 2 -Konzentrationen synchronisiert waren. Beide tauchten während der Eiszeiten ab und stiegen während der warmen Warmzeiten wieder auf.

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Im Gegensatz dazu waren die Temperaturen in den Tropen und der nördlichen Hemisphäre weniger eng mit atmosphärischen CO 2 -Konzentrationen verbunden.

"Diese Beziehung zwischen der Temperatur in der Antarktis und CO 2 deutet darauf hin, dass der Südpolarmeer bei der Kontrolle der atmosphärischen CO 2 -Konzentration eine entscheidende Rolle spielte", sagte Dr. Maxim Nikurashin vom ARC-Exzellenzzentrum für Klimasystemforschung.

"Der Schlüssel, der das Mysterium freigelegt hat, war die kältere Atmosphäre und das ausgedehnte Meereis um die Antarktis während der Eiszeit. Zusammen haben sie die Ozeanzirkulation von oben nach unten grundlegend verändert und mehr CO 2 aus der Atmosphäre freigesetzt."

Die Forscher fanden heraus, dass während eiszeitlicher Perioden, in denen die Atmosphäre kälter war und das Meereis weit ausgedehnter war, tiefes Wasser weit nördlich des antarktischen Kontinents an die Oberfläche kam als heute.

Dies bedeutete, dass die vom Meeresboden kommenden Nährstoffe mehr Zeit auf der Oberfläche des Ozeans verbrachten, als die Strömungen sie nach Süden bewegten, bevor der Fluss auf die Antarktis traf und zurück zum Meeresgrund kreiste.

Da die aufwärtsgelaufenen Gewässer länger an der Oberfläche entlang liefen, verbrachten die Nährstoffe mehr Zeit in der Nähe der Oberfläche des Ozeans, wo das Phytoplankton länger Nahrung aufnehmen konnte.

Die biologischen Prozesse, die aus Phytoplanktonblüten resultieren, nehmen Kohlenstoff direkt aus der Atmosphäre. Ein Teil dieses Kohlenstoffs sinkt dann auf den Grund des Ozeans, wenn das Phytoplankton stirbt und es für Tausende von Jahren in der Tiefsee blockiert.

"Die biologischen Prozesse, die Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufnehmen, finden sogar in und unter dem Eis statt - wenn das Eis nicht zu dick ist - weshalb die biologischen Prozesse in kühleren Perioden viel länger andauerten", so die Autoren.

"Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Veränderung der Zirkulation und die daraus resultierende ausgedehnte biologische Aktivität allein 30 bis 60 ppm CO 2 aus der Atmosphäre herausholten. Das ist etwa die Hälfte der Veränderung zwischen Gletscher und Interglazial."

Wenn sich jedoch die Temperaturen in den antarktischen Regionen erwärmen, steigt tiefes Wasser vom Boden des Ozeans viel näher zum Kontinent. Dies bedeutet, dass Nährstoffe für eine kürzere Zeit nahe der Oberfläche sind, bevor sie in den Tiefseeboden zurückkehren.

Mit weniger Zeit an der Oberfläche bleibt den biologischen Prozessen weniger Zeit und es wird weniger Kohlenstoff aus der Atmosphäre entfernt. Das ist die Situation, die wir heute sehen.

"Dieses Ergebnis ist ein großer Fortschritt im Verständnis des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs, der durch ein neues Verständnis davon, wie die" Umwälzzirkulation "des Südlichen Ozeans funktioniert, erreicht wurde", sagte Hauptautor Dr. Andrew J Watson von der Universität von Exeter.

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Geschichte Quelle:

Materialien zur Verfügung gestellt von der Universität von New South Wales . Hinweis: Der Inhalt kann für Stil und Länge bearbeitet werden.


Zeitschriftenreferenz :

  1. Andrew J. Watson, Geoffrey K. Vallis, Maxim Nikurashin. Auftrieb des Südpolarmeeres für Ozeanventilation und atmosphärisches CO2 in der Atmosphäre . Nature Geoscience, 2015; DOI: 10.1038 / ngeo2538