Arktis. Atlanterhavet. For lenge siden eksisterte de to havene i harmoni, med det varme, salte vannet i Atlanterhavet som strømmet jevnt inn i Arktis. Den lagdelte naturen i Arktis – havis på toppen, ferskt ferskvann i midten og varmt, salt vann i bunnen – har bidratt til å opprettholde grensen mellom polarhavet og det varmere Atlanterhavet.
Men det hele endret seg ettersom det større havet begynte å strømme raskere enn det polare havet kunne ta imot, noe som svekket skillet mellom lag og gjorde arktiske farvann til noe nærmere Atlanterhavet. Denne prosessen, kalt Atlantifisering, er en del av grunnen til at Arktis varmes opp raskere enn noe annet hav.
«Det er ikke en ny invasjon av Arktis,» sa Yueng-Djern Lenn, en fysisk oseanograf ved Bangor University i Wales. «Nyheten er at egenskapene til Arktis er i endring.»
Satellitter gir noen av de klareste målingene av endringer i Polhavet og havisen. Men opptegnelsene deres går bare rundt 40 år tilbake, og skjuler hvordan havets klima kan ha endret seg i løpet av de foregående tiårene.
«For å gå tilbake trenger vi en slags tidsmaskin,» sa Tommaso Tesi, forsker ved Institutt for polarvitenskap-CNR, Italia.
I en artikkel publisert onsdag i bladet Vitenskapelige fremskritt, kunne Tesi og kollegene gå tilbake i tid med meterlange sedimentkjerner hentet fra havbunnen, som arkiverte 800 år med historiske endringer i arktiske farvann. Analysen deres fant at Atlantifiseringen begynte tidlig på 1900-tallet, tiår før prosessen ble dokumentert av satellittbilder. Arktis har varmet opp med omtrent 2 grader Celsius siden 1900. Men denne tidlige atlantifiseringen dukket ikke opp i eksisterende historiske klimamodeller, et avvik forfatterne mener kan avsløre hull i disse estimatene.
«Det er litt skummelt fordi vi er avhengige av disse modellene for fremtidige klimaspådommer,» sa Tesi.
Mohamed Ezat, en forsker ved Tromsø campus ved Norges arktiske universitet og som ikke var involvert i forskningen, kalte funnene «bemerkelsesverdige».
«Informasjon om langsiktige tidligere endringer i polhavets hydrografi er nødvendig og forlengst,» skrev Ezat i en e-post.
I 2017 hentet forskere ut en kjerne av sediment fra havbunnen i Kongsfjorden, en brefjord i den østlige enden av Framstredet, en port mellom den norske skjærgården på Svalbard og Grønland, der arktiske og atlantiske vann blandes.
Forskerne skar gjennom kjernen med jevne mellomrom og tørket disse lagene. Så kom den møysommelige prosessen med å sile og identifisere prøven foraminifera, encellede organismer som bygger intrikate skjell rundt seg ved hjelp av mineraler i havet.
Når foraminifer dør, driver skjellene deres til havbunnen og akkumuleres i sedimentlag. Skapninger er avgjørende ledetråder i sedimentprøver; Ved å identifisere hvilke foraminiferer som finnes i en prøve og analysere kjemien til skjellene deres, kan forskere samle egenskapene til fortidens hav.
Lagets opprinnelige idé var å rekonstruere de oseanografiske forholdene i en region som inneholdt både arktiske og atlantiske farvann, som dateres tilbake 1000-2000 år. Men i kjerneskivene som dateres tilbake til tidlig på 1900-tallet, la forskere merke til en plutselig og massiv økning i konsentrasjonen av foraminiferer som foretrekker salte miljøer, et tegn på atlantifisering, mye tidligere enn noen hadde dokumentert.
«Det var mange overraskelser i en studie,» sa Francesco Muschitiello, oseanograf ved Cambridge University og forfatter av papiret.
Selve mengden sediment var så høy at forskerne var i stand til å sette sammen en tidslinje for det siste klimaet ned til fem eller ti år. I tillegg kunne en molekylær biomarkør peke ut et spesifikt år, 1916, da kullgruvedrift startet i Kongsfjorden. Siden foraminifera-skiftet skjedde like før denne markøren, anslår forskerne at atlantifiseringen begynte rundt 1907, omtrent et tiår.
Da forskerne sammenlignet data fra paleoklimamodellen deres med andre for å se om de overlappet, fant de at eksisterende klimamodeller ikke hadde noen tegn til denne tidlige atlantifiseringen. Forskerne foreslår en rekke mulige årsaker bak dette fraværet, for eksempel en undervurdering av ferskvannsblandingens rolle i Arktis eller regionens følsomhet for oppvarming.
Lenn, som ikke var involvert i forskningen, ser en forskjell mellom denne tidlige atlantifiseringen og den nåværende, raske atlantifiseringen, som i stor grad er drevet av smeltingen av arktisk sjøis. «Det er for tidlig etter starten av den industrielle revolusjonen for vi har akkumulert overflødig varme i planetsystemet til at det kan være menneskeskapt på det tidspunktet,» sa Lenn.
Forfatterne er usikre på de nøyaktige årsakene bak den første Atlantifiseringen. Hvis menneskelig påvirkning er årsaken, så er «hele systemet mye mer følsomt for klimagasser enn vi tidligere trodde,» sa Muschitiello.
I en annen mulighet kan tidligere naturlig oppvarming ha gjort Polhavet mye mer følsomt for de siste tiårenes akselererte atlantifisering. «Kan det være at vi har destabilisert et system som allerede var i endring?» sa Tesi.
Dette er det irriterende mysteriet til enhver paleoklimamodell. «Ingen av oss var der,» sa Lenn og lo.
Selv om dette er sant for mennesker, er det ikke sant for koraller i Framstredet. Langlevende dyr registrerer klimaendringer og andre parametere, noe som gjør dem til utmerkede vaktposter i klimahistorien. Tesi håper å studere koraller som lever i sundets kulde senere, for å se hvilken informasjon de kan tilby om tilranelsen av Arktis ved Atlanterhavet.
Denne artikkelen dukket opprinnelig opp på New York Times.
«Ond alkoholelsker. Twitter-narkoman. Fremtidig tenåringsidol. Leser. Matelsker. Introvert. Kaffeevangelist. Typisk baconentusiast.»