Die rasche Erwärmung im Golf von Maine im 20. Jahrhundert hat die langfristige Abkühlung, die dort in den letzten 900 Jahren aufgetreten ist, rückgängig gemacht, so neue Forschungsergebnisse, die eine Untersuchung von Schalen langlebiger Ozeanquahogs und Klimamodellsimulationen kombinieren.
Die Erwärmung ist „wahrscheinlich auf erhöhte atmosphärische Treibhausgaskonzentrationen und Veränderungen in der Zirkulation im westlichen Nordatlantik zurückzuführen“, heißt es in dem in veröffentlichten Artikel „Rapid 20th Century Warming Reverses 900-Year Cooling in the Gulf of Maine“. Kommunikation Erde & Umwelt.
„Angesichts zukünftiger Projektionen atmosphärischer Treibhausgaskonzentrationen und [Atlantic Meridional Overturning Circulation] Stärke wird sich dieser Erwärmungstrend im Golf von Maine wahrscheinlich fortsetzen und in Zukunft zu anhaltenden und möglicherweise sich verschlimmernden ökologisch und ökonomisch verheerenden Temperaturerhöhungen in der Region führen“, heißt es in dem Papier.
„Was dieses Papier zeigt – sowohl aus den Muscheln als auch aus den Klimamodellsimulationen – ist, dass es Ende des 18 Vulkane“, sagte Nina Whitney, Hauptautorin der Studie. Whitney ist Postdoktorandin der NOAA Climate and Global Change in der Abteilung Physikalische Ozeanographie an der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) und promovierte an der University of California in New York. an der Iowa State University, wo die in diesem Artikel vorgestellte Forschung begann.
„Sowohl die Muscheln als auch die Klimamodellsimulationen deuten darauf hin, dass Treibhausgasantriebe wahrscheinlich nicht nur Änderungen der Oberflächentemperatur verursachen, die den Golf von Maine betreffen, sondern auch Änderungen in der Ozeanzirkulation verursachen. Die Wege und die Stärke verschiedener Meeresströmungen, die Wasser in den Golf bringen von Maine haben sich mit der Erwärmung der Region verändert“, sagt Whitney.
Wissenschaftler rekonstruierten 300 Jahre hydrographische Variabilität im Golf von Maine, indem sie geochemische Aufzeichnungen von Sauerstoff, Stickstoff und zuvor veröffentlichten Radiokohlenstoffisotopen von Muscheln von Arctica islandica (Ozean-Quahog) aus dem Golf von Maine unterschieden.
Die Ozean-Quahogs, die bis zu 500 Jahre alt werden können und ihre Schalen in jährlichen Schritten ähnlich wie Baumringe wachsen lassen, wurden von den Forschern absolut datiert und dienten laut Whitney als gute Aufzeichnungen der Meeresbedingungen.
Die chemischen Signaturen der Muscheln boten den Forschern einen Multi-Proxy-Ansatz, um Veränderungen der Meeresbedingungen zu untersuchen. Sauerstoffisotope dienten als Stellvertreter für die Temperatur und den Salzgehalt des Meerwassers; Stickstoff- und Radiokohlenstoffisotope waren Stellvertreter für die Quelle der Wassermasse. Die Forscher stellten die geochemischen Ergebnisse in einen breiteren zeitlichen und räumlichen Kontext, indem sie vollständig gekoppelte Klimamodellsimulationen des Community Earth System Model-Last Millennium Ensemble analysierten.
„Die beobachtete Erwärmungsrate im Golf von Maine im letzten Jahrhundert hat die durchschnittliche globale Ozeanerwärmung übertroffen. Dies hat weitreichende Folgen für die Ökosysteme und Fischereien der Region und damit für die lokale Wirtschaft“, sagt Caroline Ummenhofer, Mitautorin der Veröffentlichung Wissenschaftler in der Abteilung für Physikalische Ozeanographie des WHOI.
„Unsere neue Studie kombiniert Paläo-Proxy-Beweise von Muscheln mit Klimamodellen, um diese schnelle Erwärmung des Golfs von Maine in einen langfristigen Kontext zu stellen. Die Verwendung eines hochmodernen Satzes von Klimamodellsimulationen ermöglicht es uns, die Meerestemperatur zu unterscheiden Trends aufgrund interner Klimadynamik von solchen aufgrund anthropogener Einflüsse.Wir stellen fest, dass die Erwärmungsrate seit dem frühen 20. Jahrhundert im Golf von Maine im Kontext der letzten 1000 Jahre hervorsticht und einen langfristigen Zeitraum von mehreren Jahrhunderten umkehrt Abkühlungstrend, der bis Ende des 19. Jahrhunderts auftrat. Solch ein langfristiger Kontext ist wichtig für die Anpassung der regionalen Fischerei und die Bewirtschaftung der natürlichen Ressourcen in gefährdeten Meeresökosystemen in einem sich erwärmenden Klima“, sagt Ummenhofer.
„Die Ergebnisse sind wichtig, weil wir zeigen, wann die jüngste Erwärmung im Golf von Maine begann, und die wahrscheinlichen Ursachen der Erwärmung liefern“, sagt Alan Wanamaker, Co-Autor und Professor am Department of Geological and Atmospheric Sciences der Iowa State University .
„Es war sehr befriedigend, meine Promotionsforschung im Golf von Maine mit mehr Werkzeugen und frischen Perspektiven, die Nina Whitney und das Team angeboten haben, noch einmal zu besuchen“, sagt Wanamaker. „Die Realität ist, dass es etwa 900 Jahre gedauert hat, um sich um 2 °C abzukühlen, und nur 100 Jahre, um sich um 2 °C zu erwärmen. Leider wird sich die Erwärmung im Golf von Maine in den kommenden Jahrzehnten wahrscheinlich fortsetzen und verschlechtern, mit negativen Auswirkungen auf die Gesamtheit Ökosystem.“
Nina M. Whitney et al., Die schnelle Erwärmung des 20. Jahrhunderts kehrt die 900-jährige Abkühlung im Golf von Maine um, Kommunikation Erde & Umwelt (2022). DOI: 10.1038/s43247-022-00504-8