Gå til hovedinnhold

The Bjerknes Centre is a collaboration on climate research, between the University of Bergen, Uni Research, the Institute of Marine Research, Nansen Environmental and Remote Sensing Centre.

Ny metode revolusjonerer tolking av fortidens havklima

Bergensforskere med resultater som kan endre forståelsen av havets sirkulasjonsendringer gjennom tidene.

Kjemiske signaler avsatt i mikrofossiler i sedimenter på havbunnen gjennom årenes løp speiler endringer i havsirkulasjonen og er et av våre viktigste arkiv over fortidens klima. I en fersk artikkel i det anerkjente tidsskriftet Science viser Are Olsen og Ulysses Ninnemann ved Bjerknessenteret at den isotopiske sammensetningen til karbon i havet som brukes som utgangspunkt for å tolke slike sedimentkjernedata, er sterkt påvirket av menneskeskapt CO2. Dette har begrenset vår evne til å forklare endringer  observert i sedimenter, og dermed vår forståelse av hvordan havstrømmer har variert før moderne tid

Klimaarkivet på havbunnen

Endringer i havet arkiveres i små encellede dyr som lever på havbunnen, foraminiferer. Det er forholdet mellom tunge og lette karbonisotoper i kalkskallet til disse dyrene som er det kjemiske signalet som lagres (se faktaboks). Dette er det samme som i vannet de lever i og varierer mellom ulike vannmasser på samme måte som næringsstoffer som fosfat og nitrat gjør det. Det gjenspeiler hvor lenge det er siden vannet var ved overflaten, vann som nettopp har sunket ned er nyventilert og har et høyt 13C til 12C forhold, mens forholdet er lavt i vann som har vært lenge vekke fra overflaten og er lite ventilert.  
Are Olsen


Endringer av 13C til 12C forholdet er et av de mest sentrale indisier på at det har skjedd grunnleggende endringer i sirkulasjonen i Nord Atlanteren opp igjennom tidene, f. eks. knyttet til istider og til hurtige klimaendringer der havstrømmene brått har endret styrke.

Korrigerer for menneskapt påvirkning

I Science-artikkelen tar Olsen og Ninnemann for seg 13C til 12C forholdet i dagens hav og viser hvordan dette er påvirket av menneskeskapt karbon som har et spesielt lavt 13C til 12C forhold, dette er kjent som Suess effekten. Resultatene er oppsiktsvekkende, og viser at Suess effekten har fjernet viktige forskjeller mellom ulike vannmasser i Nord-Atlanteren med hensyn til deres karbon-isotopiske sammensetning. Dette endrer grunnlaget for hvordan vi skal tolke av data fra sedimentkjerner.

  Den øverste figuren viser fordelingen av δ13C, et mål på 13C til 12C forholdet, i Nordatlanteren slik den fremstår i moderne tid, og den nederste viser fordelingen etter at det har blitt korrigert for Suess effekten, som har redusert  δ13C spesielt mye i nyventilerte vannmasser, som i vann fra den subpolare virvel (SPV) og dypvann fra Labradorhavet (DLH) og de Nordiske Hav (DNH), mens eldre vannmasser som intermediært vann og bunnvann ikke har blitt påvirket i samme grad. 

Åpner for nytolkning

For selvfølgelig er det slik, at skal man tolke endringer i 13C til 12C forholdet fra tusener av år tilbake, så bør man ikke ta utgangspunkt i dagens fordeling, men må bruke den som er upåvirket av menneskeskapt CO2. Denne er nå på plass, og funnene gjør at vi vil få en langt bedre forståelse av hva som har drevet endringer av 13C til 12C forholdet i forhistoriske tider.

F. eks. har man før vært ute av stand til å forklare forekomsten av svært høye 13C til 12C forhold i sedimenter fra istiden fordi vannmasser med slike ikke ser ut til å eksistere i Nordatlanteren i dag. Olsen og Ninnemann viser klart at dette er en konsekvens av Suess effekten, og ved å korrigere for Suess effekten finner de igjen de høye verdiene som har blitt observert i sedimenter fra istiden. De er derfor i stand til å fastslå nøyaktig hvordan fordelingen av vannmasser var vesentlig forskjellig under sist istid, dette vil sette premissene for en klarere forståelse av sammenhengen mellom klimaendringer og havsirkulasjonen i fremtiden.

 
Ulysses Ninnemann


Forskningen viser hvor viktig det er med tverrfaglighet og faglige treffpunkter i Bjerknessenteret. Ved at gruppene i kjemisk oseanografi og paleo-oseanografi er samlokalisert i Bjerknessenteret har det blitt etablert nye faglige møteplasser som gjorde denne forskningen mulig.

Artikkelen det refereres til:

Olsen, A. og U. Ninnemann (2010), Large d13C Gradients in the Preindustrial North Atlantic Revealed, Science 29 oktober 2010. Vol. 330. no. 6004, pp. 658 - 659 DOI: 10.1126/science.1193769