Vor etwa 700 Jahren, bevor die Menschheit begann, Kohlenstoff in die Atmosphäre zu pumpen und das Klima zu erwärmen, kühlte die Erde in einem jahrhundertelangen Abkühlungsereignis namens Kleine Eiszeit ab.
Nach neuen Forschungsergebnissen erinnern die Tiefen des Pazifiks noch heute an diese kältere Zeit. Etwas mehr als 2 Kilometer tiefer wird der Pazifik etwas kühler, da sich die Gewässer, die während der Kleinen Eiszeit zuletzt an der Oberfläche waren, erst jetzt mit tieferen, wärmeren Gewässern vermischen.
Dieses unheimliche Echo von Temperaturen aus vergangenen Zeiten ist für moderne Klimaforscher wichtig, da die Fähigkeit des Ozeans, Wärme zu speichern, für das, was in der Atmosphäre und an Land geschieht, von Bedeutung ist, sagte der Studienforscher Jake Gebbie, ein physikalischer Ozeanograph an der Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts.
"Wenn wir den Klimawandel verstehen wollen", sagte Gebbie gegenüber Live Science, "geht es darum zu untersuchen, wo sich Wärme und Kohlenstoff im Erdsystem bewegen."
Tief tauchen
Gebbie und sein Kollege an der Harvard University, Peter Huybers, hatten zuvor festgestellt, dass die tiefen Gewässer des Pazifiks in der Tat sehr alt sind. Unterhalb der Oberfläche, ungefähr 2,5 km unter der Oberfläche, haben die Gewässer des tiefen Pazifiks die Oberfläche zuletzt vor etwa 1.000 Jahren gesehen, berichteten die Forscher im Jahr 2012. Dies bedeutet laut Gebbie, dass Sie in der Lage sein sollten, Hinweise auf zu erkennen Wie die vergangene Meeresoberfläche war, indem man das tiefe Wasser des Ozeans untersuchte.
Das Problem ist, dass es schwierig ist, die untere Hälfte des Ozeans zu untersuchen, sagte Gebbie. Seit 2002 verwendet ein internationales Konsortium namens Argo Program schwimmende Instrumente zur Messung von Temperatur, Salzgehalt und anderen Meeresmerkmalen auf der ganzen Welt. Diese Instrumente unterschreiten jedoch nicht 2 km. Die letzte globale Tiefenuntersuchung wurde in den 1990er Jahren als World Ocean Circulation Experiment bezeichnet, sagte Gebbie.
Gebbie und Huybers trainierten anhand der Daten dieser Umfrage ein Computermodell, um die modernen Zirkulationsmuster des Ozeans nachzuahmen. Um historische Muster zu betrachten, benötigten sie jedoch zum Vergleich einige reale Daten. Zum Glück hatten sie es in der ersten modernen ozeanografischen Vermessung: der der HMS Challenger Mitte der 1870er Jahre.
Neues Leben für alte Daten
Die HMS Challenger war ein britisches Vermessungsschiff, das zwischen 1872 und 1876 für eine Expedition 70.000 Seemeilen (130.000 km) zurücklegte. Die Besatzung der Challenger ließ regelmäßig Thermometer an Seilen bis unter 2 km fallen. Gebbie und Huybers mussten diese Daten leicht korrigieren, da der Druck in der Tiefsee das Quecksilber in einem Thermometer alten Stils komprimieren und die Messungen verzerren kann.
Diese Korrekturen ergaben, dass sich der Atlantik in den letzten 125 Jahren in allen Tiefen erwärmt hat, während der Pazifik im 20. Jahrhundert einen Abkühlungstrend zwischen 1,8 und 2,6 km Tiefe aufweist, berichteten die Forscher im Januar 4. Ausgabe der Zeitschrift Science.
Das genaue Ausmaß der Abkühlung ist noch nicht klar, aber es ist gering, fanden die Forscher heraus, wahrscheinlich zwischen 0,036 und 0,08 Grad Celsius. Diese Zahlen sind vorläufig, sagte Gebbie, und die Forscher planen, die Daten genauer zu betrachten, um sie genauer zu machen.
Dennoch ist der Temperaturunterschied zwischen den Gewässern des Atlantiks und des Pazifiks sinnvoll, sagte Gebbie. Die Gewässer des Atlantischen Ozeans mischen sich leichter als die des Pazifiks. Dies ist teilweise darauf zurückzuführen, dass kaltes, dichtes Wasser sowohl aus der Süd- als auch aus der Nordpolregion in den Atlantik gelangt, sagte Gebbie. Diese Gewässer sinken ziemlich schnell auf den Grund und erzwingen ein schnelles Aufwirbeln. Der Pazifik ist größer und wird von Norden überhaupt nicht aufgefüllt, so dass sein tiefes Wasser länger in Bodennähe hängt.
Das bedeutet, dass alte Klimamuster auch länger hängen bleiben. In diesem Fall, sagte Gebbie, wird der Abkühlungstrend durch die Vermischung alter Oberflächengewässer aus zwei verschiedenen Perioden verursacht. Die erste ist die mittelalterliche Warmzeit, eine milde Zeit zwischen 950 und 1250 n. Chr. In einer Tiefe von mehr als 2 km werden Gewässer, die sich während der mittelalterlichen Warmzeit an der Oberfläche befanden, jetzt durch kühlere Gewässer aus dem Kleinen ersetzt Eiszeit.
All dies wird jedoch stark von der heutigen Erwärmung überschattet, sagte Gebbie. Der Unterschied der Meeresoberflächentemperaturen von der mittelalterlichen Warmzeit bis zur kleinen Eiszeit betrug über 900 Jahre etwa 0,4 Grad Celsius, sagte er. Zum Vergleich: Die Meeresoberflächentemperaturen sind seit 1901 nach Angaben der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) um 0,8 ° C gestiegen. Klimaforscher werden in Jahrhunderten in der Zukunft keine Hinweise auf die mittelalterliche Warmzeit oder die kleine Eiszeit in pazifischen Daten sehen können, sagte Gebbie. Es wird alles durch die Auswirkungen der Erwärmung des 20. Jahrhunderts ausgelöscht worden sein.
Trotzdem sind die Ergebnisse für heute wichtig. Die Berücksichtigung der Tiefsee wird Klimamodellierern helfen, bessere Schätzungen für den zukünftigen Klimawandel zu entwickeln, sagte Gebbie.
"Wenn Sie längerfristigen Klimatrends über Jahrzehnte und länger auf den Grund gehen wollen", sagte er, "können Sie den tiefen Ozean nicht ignorieren."
