Det er en gjengs oppfatning at det varme atlanterhavsvannet sluttet å strømme inn i de nordiske hav under siste istid. - Våre resultater tyder på at det motsatte, sier Mohamed Ezat, doktorgradsstipendiat ved UiT, Norges arktiske universitet.  (Foto: NASA)
Det er en gjengs oppfatning at det varme atlanterhavsvannet sluttet å strømme inn i de nordiske hav under siste istid. - Våre resultater tyder på at det motsatte, sier Mohamed Ezat, doktorgradsstipendiat ved UiT, Norges arktiske universitet. (Foto: NASA)

Golfstrømmen stoppet ikke under siste istid

Stikk i strid med det forskerne tidligere har trodd, viser det seg at det varme atlanterhavsvannet fortsatte å strømme inn i det iskalde nordiske havet gjennom de kaldeste periodene av siste istid.  

Published

Golfstrømmen

Golfstrømmen er en varm havstrøm som fører vann fra Det karibiske hav mot nordøst tvers over Atlanterhavet.

Strømmen når Europa ved Irland og sender en arm syd for England opp gjennom Den engelske kanal og videre inn i Nordsjøen. Hovedstrømmen passerer mellom Skottland og Island og følger deretter Norges kyst nordover. Etter Nordkapp bøyer en gren av strømmen mot øst og slutter med å ramme Murmansk ved Nordishavet.

Golfstrømmen drives ikke kun av vestavindene, men også av at en kald, saltmettet dyphavsstrøm fører betydelige mengder polvann fra Arktis sørover til Sydatlanteren. Det skaper plass for at varmt overflatevann kan strømme mot nord.

Daglig frakter Golfstrømmen like mye varme til Europa som verdens forbruk av kull i ti år.

I Stillehavet finnes en tilsvarende havstrøm, Kuroshiostrømmen, som fører varmt vann fra Sørkinahavet via Japan til Alaska og Canada. Den er drevet av kaldt bunnvann som strømmer mot syd.

Kilde: Wikipedia

 

En istid kan høres ut som en periode med kaldt vær hele tiden. Men navnet bedrar. 

I de høye breddegradene på den nordlige halvkulen var perioden preget av betydelige klimaendringer. Kalde perioder slo brått om til varmere perioder og tilbake igjen.

Tidligere rekonstruksjoner av istidens vanntemperaturer har vist at det ikke fantes atlanterhavsvann på overflaten av de nordiske hav under de kaldeste periodene. Derfor ble det antatt at Golfstrømmen hadde forandret retning mot sørvest i Europa.

– Det er en gjengs oppfatning at det varme atlanterhavsvannet sluttet å strømme inn i de nordiske hav under siste istid. Våre resultater tyder på det motsatte, forteller Mohamed Ezat. Han er doktorgradsstipendiat ved Senter for arktisk gasshydrat, miljø og klima (CAGE), UiT, Norges arktiske universitet.

Ikke bare fortsatte Golfstrømmen sin flyt inn i kalde nordiske hav. Den gikk også dypere og varmet opp bunnvannet. Ezat og hans kolleger ved CAGE har dokumentert at bunnvannet utenfor Færøyene faktisk ble varmet opp - opp mot 5 grader på 1200 meters dyp - under istidens kaldeste perioder.

Bunnvannstemperaturen i de varme istidsperiodene var til gjengjeld 0,5 grader, som er ganske likt det vi har i dag.

Hvordan er dette mulig?

Den nordatlantiske havstrømmen, bedre kjent som Golfstrømmen, er delvis ansvarlig for de milde nordeuropeiske vintrene. Den strømmer inn i de nordiske hav, hvor den kjøles ned om vinteren og slipper ut varme til atmosfæren. (Foto: (Illustrasjon: NASA/Wikimedia Commons))
Den nordatlantiske havstrømmen, bedre kjent som Golfstrømmen, er delvis ansvarlig for de milde nordeuropeiske vintrene. Den strømmer inn i de nordiske hav, hvor den kjøles ned om vinteren og slipper ut varme til atmosfæren. (Foto: (Illustrasjon: NASA/Wikimedia Commons))

Været ble altså kaldere, men det dype havvannet ble varmere gjennom de kaldeste periodene av istiden. Hvordan er det mulig?

For å svare på det, må vi se litt nærmere på hvordan Golfstrømmen fungerer i dag. Vannet fra den nordatlantiske havstrømmen strømmer inn i de nordiske hav, hvor det kjøles ned om vinteren og slipper ut varme til atmosfæren.Vannet blir etterhvert kaldere og tettere og synker til bunns. Slik danner Golfstrømmen en viktig del av det globale sirkulasjonssystemet av havstrømmer (se figur).

– Kaldt, dypt vann fra denne lille delen av de nordlige havene, reiser hele kloden rundt og returnerer som varmt overflatevann. Dette har vært en ganske stabil prosess de siste 10 000 årene. Hendelsene her er vesentlige for det globale havsystemet. Men hvis vi går tilbake til istiden, var ting ganske annerledes, sier professor Tine Rasmussen fra CAGE.

Under siste istid, som varte fra 110 000 til 20 000 år siden, var det mange brå klimaendringer. Samspillet mellom hav, isdekke og atmosfære spilte en viktig rolle for disse endringene.

Fersk smeltevann på overfalten

For 65 000 år siden produserte isdekket over hele Skandinavia og Nord-Amerika en stor mengde ferskt smeltevann fra isfjell. Dette betyr at overflatevannet i havet ikke kunne oppnå den nødvendige tettheten som får det til å synke – denne prosessen er nemlig avhengig av saltinnholdet.

Det varme atlanterhavsvannet var saltere, og derfor tyngre og sank ned til bunnen. Der fortsatte den å varmes opp under et lokk av is og smeltevann, som hindret frigjøringen av varme til atmosfæren.

– Det fantes varmt vann der, men dypt under den kalde, isete overflaten. Så klimaopplevelsen var kaldere, som vi ser i grønlandske iskjerner fra den tiden. Men det som til slutt skjedde, var at det varme vannet nådde et kritisk punkt, strømmet oppover til overflaten og bidro til en brå oppvarming av overflatevannet, sier Ezat.

Den gradvise oppvarmingen ville altså redusere tettheten av det varme vannet på bunnen, til det fikk lignende tetthet som det ferskere, kalde overflatevannet.  Derfor ville det strømme oppover og overføre varme til overflaten.

Forskerne vet imidlertid ikke hvordan overføringen av den oppsamlede varmen i bunnvannet til overflaten påvirket temperaturen i atmosfæren. Men denne mekanismen, der Golfstrømmen synker til bunns og varmes mer og mer opp, kunne uansett sette i gang en brå start i varmeoverføringen. I sin tur kunne dette gi en plutselig smelting og tilbaketrekning av havis i de nordiske havområdene.

Mikrotermometre

Professor Rasmussen foreslo dette allerede i 1996 og en modell ble publisert i 2004.

Mens disse encellede organismene var i live ble havtemperaturen risset inn i skallet deres. Det gjør det mulig å avsløre klimaet på den tiden. 
 (Foto: UiT, Tine Rasmussen)
Mens disse encellede organismene var i live ble havtemperaturen risset inn i skallet deres. Det gjør det mulig å avsløre klimaet på den tiden. (Foto: UiT, Tine Rasmussen)

– Resultatene våre ble gjenstand for debatt, fordi vi ikke hadde nøyaktige temperaturmålinger. Ezat og medforfattere brukte en ny metode for å måle den nøyaktige temperaturen i sedimentkjernene samlet nord for Færøyene, sier professor Rasmussen.

Temperaturen på denne tiden måles i skall fra encellede organismer kalt bentiske foraminiferer. Når disse cellene dør, blir skallene en del av de marine sedimentene. Havtemperaturen mens de var i live forblir risset inn i skallenes kjemiske oppskrift, noe som gjør dem til mikrotermometre som avslører klimaet i tiden som har gått.

– Mengden av magnesium i skallene til spesifikke arter avhenger i første rekke av temperaturen. Ved å måle forholdet mellom magnesium og kalsium kan vi beregne endringer i temperaturen. Vi var så heldige at vi fant en kontinuerlig registrering av godt bevarte bunnlevende arter for analysene, sier Ezat.

Hva om grønlandsisen smelter?

Det å forstå hva som skjedde med våre havsystem under istiden hjelper oss å forstå hva som kan skje med dem hvis isen på Grønland og Antarktis smelter i fremtiden.

Dette er de største ismassene på kloden, som kan føre mye ferskvann ut i havmassene om de smelter. Heldigvis er isdekket over eksempelvis Grønland mye mindre enn det vi hadde under istiden. Derfor har det mindre potensiale for alvorlig å  forstyrre den nordatlantiske strømmen som flyter forbi.

– Det er imidlertid viktig å vurdere de endringer som er nylig oppdaget rundt Grønland og Antarktis i lys av våre resultater. Issmelting av undersiden av breene, på grunn av oppvarming av vannet under isdekkene,  representerer en viktig del av dagens massetap av is, påpeker Ezat.

– Dessuten kan økning av smeltevann i havstrømmen ved Øst-Grønland føre til en svekkelse av konveksjonen i de nordiske hav. Dette kan føre til tilsig av varmere bunnvann som kan nå havbunnen på Øst-Grønland-skråningen. Et slikt scenario, selv om den er usikker, har potensiale til å påvirke stabiliteten av gasshydrater på skråningen.

Gasshydrater er i hovedsak frosset metangass lagret under havbunnen. Hvis den smelter kan store mengder av denne kraftige drivhusgassen frigjøres til atmosfæren.

Referanse: 

Mohamed M. Ezat, m.fl. Persistent intermediate water warming during cold stadials in the southeastern Nordic seas during the past 65 k.y. Geology, 2014. 

T.L. Rasmussen, m.fl. Circulation changes in the Faeroe-Shetland Channel correlating with cold events during the last glacial period. Geology, 1996

T.L. Rasmussen, m.fl. The role of the North Atlantic Drift in the millennial timescale glacial climate fluctuations. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2004