Knobbeltjes op de zeebodem op de onderzoekslocatie, gefotografeerd door een onderwatercamera. Krediet: YAO Huiqiang
Antarctisch bodemwater (AABW) beslaat meer dan tweederde van de wereldwijde oceaanbodem en de vorming ervan is recentelijk afgenomen. De variabiliteit op lange termijn is echter niet goed begrepen.
Onderzoekers onder leiding van prof. Chenglong Deng van het Institute of Geology and Geophysics (IGG) van de Chinese Wetenschapsacademie (CAS) en hun medewerkers hebben de geschiedenis van AABW gereconstrueerd tot ongeveer 4,7 miljoen jaar geleden (mya). Ze ontdekten dat AABW verschillende keren is ingestort en dat dergelijke instortingen mogelijk vochttransport hebben veroorzaakt om de ijstijd op het noordelijk halfrond (NHG) te voeden.
Dit werk wordt vandaag (24 februari 2023) gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke vooruitgang.
Onderzocht Fe-Mn knobbeltje en zijn leeftijdsmodel. Credits: de groep van Chenglong Deng
De studie was gebaseerd op een Fe-Mn-knobbeltje met een diameter van 36 mm (1,4 inch) uit de oostelijke Stille Oceaan, gelegen op 5.050 m (16.568 voet) onder zeeniveau. De knobbel werd verzameld door Guangzhou Marine Geological Survey, China Geological Survey.
Magnetisch scannen was een belangrijke factor bij het leveren van nauwkeurige dateringsresultaten. “Dit is een sleutel, hoewel de definitieve datering is verkregen door een integratie met 10Zijn/9Be, flux of metal Co, en astronomische afstemming, « zei Dr. Liang Yi van Tongji University, eerste auteur van de studie en een postdoc bij IGG / CAS.
« Aangezien AABW de belangrijkste leverancier van zuurstof is in het oceaanbodemgebied, hebben we verschillende wetenschappelijke methoden gebruikt om de relatie tussen metaalaccumulatie in de Fe-Mn-knobbel en oceanische redoxomstandigheden te identificeren », zei prof. Deng. « Ni-, Mn- en Cu-inhoud wordt gebruikt om AABW-veranderingen aan te geven. »
AABW-record uit de oostelijke Stille Oceaan en grote AABW-, NADW- en NHG-evenementen. Credits: de groep van Chenglong Deng
Deze resultaten laten zien dat de zuurstof in zeewater sinds ongeveer 3,4 miljoen jaar geleden lineair is toegenomen in de oostelijke Stille Oceaan. Deze trend komt overeen met de waarneming van de Antarctische ijskap (AIS), wat een covariatie tussen beide suggereert.
Door het AABW-record te vergelijken met andere geologische records van de afgelopen miljoen jaar, ontdekten de onderzoekers een glaciale verbetering van de oceaanbodemcirculatie. Deze waarneming impliceert dat atmosferische CO2 kan regelmatig in de diepe oceaan zijn opgeslagen toen het klimaat op aarde koud was, bijvoorbeeld tijdens afgelopen ijstijden.
De vergelijkingen brachten duidelijk zeven intervallen van slechte zeewaterzuurstof naar voren, wat suggereert dat de AABW-invloed tot een veel lager niveau was teruggebracht. Deze periodes staan bekend als AABW-instorting en gingen gepaard met een versterking van Noord-Atlantisch diepwater (NADW), evenals belangrijke stadia van de NHG-geschiedenis, zoals wanneer NHG werd geïntensiveerd of versterkt.
Hoewel we niet weten wat er zal gebeuren als reactie op het aanhoudende smelten van AIS en het vertragen van AABW, kan de ineenstorting van AABW de aarde in het verleden verschillende keren in een ruwer ijsklimaat hebben gebracht.
Referentie: « Plio-Pleistocene diepzeeventilatie in de oostelijke Stille Oceaan en mogelijke verbanden met ijstijd op het noordelijk halfrond » 24 februari 2023, Wetenschappelijke vooruitgang.
DOI: 10.1126/sciadv.add1467
