Buz çekirdeği kimyası çalışması, Güney Yarımküre’deki deniz buzu değişkenliğine ilişkin içgörüyü genişletiyor
Maine Üniversitesi öncülüğündeki bir araştırmaya göre, Güney Yarımküre’deki deniz buzu örtüsü, yazdan kışa ve milenyumdan milenyuma kadar son derece değişkendir. Genel olarak, deniz buzu yaklaşık 10.000 yıldır artıyor, ancak bu eğilimin bazı istisnaları var.
UMaine İklim Değişikliği Enstitüsü’nde araştırma görevlisi profesör olan Dominic Winski, çekirdek 54.000 yıllık bir Güney Kutbu buzunun kimyasını inceleyerek Güney Yarımküre’de özellikle mevsimler boyunca deniz buzu değişkenliği hakkında yeni bilgiler ortaya çıkaran bir projeye öncülük etti.
Güney Okyanusu, kışın 18,5 milyon kilometre karelik deniz buzu ve yazın ise sadece 3,1 milyon kilometre karelik deniz buzu ile çevrili Antarktika ile dünyadaki deniz buzu örtüsündeki en büyük mevsimsel farkı yaşıyor. Araştırmacılara göre, deniz buzundaki bu mevsimsel eşitsizliğin bölgesel ve küresel iklim üzerinde önemli bir etkisi var, ancak bilim adamları, 1979’dan önce Güney Yarımküre’deki deniz buzu varyasyonunun boyutu hakkında yıllardır nispeten az şey biliyorlardı.
Bir grup bilim insanı kısa süre önce Güney Kutbu’ndaki en derin ve en eski buz çekirdeğini alıp analiz ettiğinde, Winski Holosen boyunca Güney Yarımküre’de deniz buzundaki mevsimsel ve genel değişiklikler hakkında daha fazla bilgi edinme fırsatı gördü – son 11.400 yıl. CCİ araştırma görevlisi profesörü ve meslektaşları, bölgedeki deniz buzu değişkenliği hakkında daha fazla bilgi edinmek için buz çekirdeğinin kimyasını, özellikle deniz tuzu konsantrasyonlarını incelemeye karar verdiler.
Projeye, Dünya ve iklim bilimleri alanında UMaine profesörü olan Karl Kreutz ve Dartmouth College, South Dakota Eyalet Üniversitesi, Washington Üniversitesi ve Colorado Boulder Üniversitesi’nden araştırmacılar katıldı. Jeofizik Araştırma Mektupları bulgularını detaylandıran makaleyi yayınladı.
Ekip, farklı yaz ve kış değişkenliği gösteren bir deniz buzu kaydı oluşturmak için Güney Okyanusu iklimindeki muazzam mevsimsel değişimlerden yararlandı. Buz çekirdeği ölçümlerini deniz buzu değişkenliği ile ilişkilendirmek için bu bilgileri son teknoloji atmosferik kimya modeliyle birleştirdiler. Sonuç, Güney Okyanusu deniz buzunun, özellikle kışın deniz buzundaki büyük dalgalanmaları ortaya çıkaran ayrıntılı bir kaydıdır.
Çekirdekteki deniz buzu değişikliklerine duyarlı olan tuz seviyeleri, son 11.400 yılda, özellikle son 8.000-10.000 yılda, buz örtüsündeki büyüme ile bağlantılı olarak arttı. Öncelikle deniz buzunun üstündeki tuzlu kardan kaynaklanan kış deniz tuzu konsantrasyonları, özellikle bin yıl boyunca artarak kışın deniz buzunda genel bir artış olduğunu gösterdi. Bu model Antarktika’da başka yerlerde de görülüyor ve bu da araştırma ekibinin bu dönemde deniz buzunda Antarktika çapında bir artış olduğunu varsaymasına yol açtı.
Winski, “Alanımızdaki en önemli ve zorlu hedeflerden biri, deniz buzu değişkenliğinin ayrıntılı rekonstrüksiyonlarını üretmektir.” diyor. “Güney Kutbu Buz Çekirdeğinin olağanüstü detayı, modelleme ekibimizin sonuçlarıyla birleştiğinde Antarktika deniz buzunu anlamak için bize güçlü bir veri seti sağlıyor.”
Winski ve Kreutz, 2014 ve 2016 arasındaki iki keşif gezisi sırasında son çalışmaları için kullandıkları 54.000 yıllık buz çekirdeğinin geri alınmasına yardımcı oldu.
SPICEcore (Güney Kutbu Buz Çekirdeği) adlı proje, atmosferik kimya, iklim ve biyojeokimyadaki değişiklikler de dahil olmak üzere son 54.000 yıl boyunca Doğu Antarktika’daki iklim koşullarının bir arşivini oluşturmayı amaçlayan 18 kurumdan bilim insanlarını içeriyordu.
Winski, “Güney Kutbu Buz Çekirdeği (SPICEcore), Antarktika’nın bu bölgesindeki en kesin tarihli iklim kaydıdır. Her santimetre buz için ayrı kimya örnekleri toplamak için muazzam miktarda çaba sarf ediyoruz,” diyor. “Toplamda, 100.000 şişe erimiş buzun kimyasını analiz etmek zorunda kaldık, ancak şu andan beri 10.000 yıldan fazla bir süredir Antarktika ortamındaki mevsimsel değişiklikleri araştırmak için nadir bir fırsata sahibiz.”
Güney Yarımküre, Holosen boyunca buz örtüsünde genel bir artış yaşarken, araştırmacılar buz çekirdeğindeki deniz tuzu konsantrasyonlarında 5.000 ila 6.000 yıl öncesine kadar uzanan ani bir düşüş tespit ettiler. Ekibe göre, tuz seviyelerindeki düşüş, o dönemde Güney Atlantik’e özgü buz örtüsünün azaldığını gösteriyor ki bu, daha önceki araştırmalarla da doğrulanan bir bulgu.
Kuzey Atlantik’teki buz örtüsü, tersine, o dönemde daha genişti ve araştırmacılar, “Kuzey ve Güney Atlantik’te büyük olasılıkla değişen okyanus sirkülasyonu nedeniyle bağlantılı ve zıt bir deniz buzu sinyali” gösterdiğini iddia ediyorlar. Kuzey ve Güney Atlantik iklimine karşı çıkan bu model, geçmişte daha soğuk zamanların ani iklim değişikliği olayları sırasında iyi bilinir. Bu çalışmanın bulguları, aynı süreçlerin modern koşullar altında hala geçerli olabileceğine dair bir ipucu olabilir.
On binlerce yıl boyunca deniz buzundaki değişiklikleri incelerken mevsimsel değişimleri hesaba katmak, bilim insanlarının yalnızca geçmiş Antarktik iklimini ayrıntılı bir şekilde tanımlamasına değil, aynı zamanda iklim değişikliğine neden olan mekanizmaları ve süreçleri anlamalarına da yardımcı oluyor.
Winski, “Deniz buzundaki büyük değişiklikler çok hızlı bir şekilde meydana gelebilir,” diyor ve “dünya çapında iklime neden oluyor. Deniz buzu değişkenliğini etkileyen güçleri hala tam olarak anlamıyoruz, bu nedenle geçmişten alınan ayrıntılı iklim bilgileri kesinlikle kritik. ”
Dominic A. Winski ve diğerleri, Güney Kutbu Buz Çekirdeği Kimyasından Çıkarılan Mevsimsel Olarak Çözülmüş Holosen Deniz Buzu Değişkenliği, Jeofizik Araştırma Mektupları (2021). DOI: 10.1029 / 2020GL091602