Forskare som söker en oceanisk motsvarighet till trädringarna som dokumenterar tidigare vädermönster på land har hittat en i det subtropiska vattnet i Dry Tortugas National Park nära Florida Keys, där långlivade stenkoraller innehåller de kemiska signalerna från tidigare vattentemperaturer. Genom att analysera korallprover, USGS-forskare och deras kollegor har hittat bevis på att en viktig 60- till 85-årig cykel av havsuppvärmning och kylning har ägt rum i regionen så långt tillbaka som på 1730-talet.

Cykeln kallas Atlantic Multidecadal Oscillation, eller AMO, är kopplat till nederbörd i större delen av USA, Mellanvästra torka, intensifiering av orkaner och landningar, och överföring av havsvärme från det tropiska Karibiska havet till Nordatlanten genom Golfströmmen. Det interagerar med pågående klimatförändringar på dåligt förstådda sätt, och det är mycket svårt att upptäcka i rekord före 1900-talet.

"AMO har en enorm inverkan på mänskliga befolkningar och ekonomin, främst genom dess inflytande på nederbördsmönster, "sa geokemisten Jennifer Flannery från USGS Coastal and Marine Science Center i St. Petersburg, Florida, som ledde studien. "Klimatologer misstänker att AMO är en naturlig klimatcykel som har funnits i mer än 1, 000 år. Men tills nyligen kom de flesta bevisen från fartyg till sjöss, och gick bara tillbaka 150 år eller så.

"Rekordet vi fick från Dry Tortugas korallkärnor fångar flera kompletta AMO -cykler som sträcker sig 278 år bakåt. Det ger klimatmodellerare många nya bevis att arbeta med när de försöker förstå tidigare AMO och förutse framtida."

Dry Tortugas -proverna spårar exakt stora klimatfenomen som den lilla istiden som slutade i början av 1800 -talet, och den dödliga Dust Bowl -torken på 1930 -talet. En forskningsartikel om studien dök upp den 15 januari i tidningen Paleogeografi, Paleoklimatologi, Paleokologi .

Dry Tortugas National Park är ett kluster av små, isolerade öar vid ett viktigt marint vägskäl:Florida Straits, där Mexikanska golfen och Karibiska havet rinner ut i Atlanten. Öarna ligger inom en stor zon med havsvatten som kallas Atlantic Warm Pool, som vanligtvis värms upp på våren till 83 grader Fahrenheit (28,5 grader Celsius) eller mer. Värmen som lagras i Atlantic Warm Pool verkar påverka nederbörd i Karibien och delar av Nordamerika, och orkanernas bildning och intensitet.

The Dry Tortugas ligger också nära ursprunget till Golfströmmen, strömmen som leder varmt havsvatten norrut till Grönland, där det fryser, hamnar djupare i havet, och går tillbaka mot ekvatorn. Tillsammans, det norrgående varma flödet vid ytan och djupet, kallt södergående flöde är känt som Atlantic Meridional Overturning Circulation eller AMOC, som påverkar vädret i hela Nordatlanten, inklusive den amerikanska Atlantkusten och stora delar av Europa.

Vissa delar av detta cirkulationssystem har varit kända i århundraden, men andra, som AMO, är relativt nya upptäckter. Klimatologer är angelägna om att lära sig mer om AMO från ett längre register över havsytemperaturer i denna region där havsomfattande mönster tar form.

Det är där Dry Tortugas korallkärnor kommer in. Korallskelett, som trädringar, har tillväxtringar som bevarar bevis på tidigare väderförhållanden. Medan de lever, koraller tar upp strontium och kalcium från havsvatten, deponerar de två mineralerna i deras skelett i ett förhållande som varierar med vattentemperaturen.

Genom att mäta strontium-till-kalcium-förhållandet i koraller, forskare kan rekonstruera förbi havet yttemperaturer. Arbetade med två stenkoraller kärnade av dykare 2008 och 2012, Flannery team använde en tandläkarbor för att samla in och analysera prover med så korta intervaller som en månad, går tillbaka så långt som 1837. Att kombinera dessa två korallers rekord med tre andra torra Tortugas korallkärnor som sträcker sig tillbaka till 1733, laget kunde spåra 278 års värde av havytemperaturer.

De torra Tortugas -korallerna visar att efter en kall period under 1960 -talet, havets yttemperaturer i regionen har värmts med cirka 1 ½ grader Fahrenheit (0,8 grader Celsius) mellan 1970 och 2012. De visar också två uppsättningar oscillationer i havytemperaturer:en kortare cykel som varar 28 till 30 år, och en längre cykel på 80 till 90 år, överensstämmer med Atlantic Multidecadal Oscillation.

Korallkärnorna spårar pålitligt dessa längre uppvärmnings- och kylcykler, som bekräftar att den Atlantiska multidekadala oscillationen har funnits under de senaste tre århundradena, Sa Flannery. Detta tyder på att det finns ett nära samband mellan havstemperaturer i området runt Torra Tortugas och den större AMO.

"Genom att titta på havet yttemperaturer i torra Tortugas, klimatologer kan förutse förestående förändringar som kommer att påverka hela Nordatlantiska bassängen, Sa Flannery.