Under det senaste decenniet, den kinesiska nationella arktiska forskningsexpeditionen (CHINARE) och amerikanska samarbetspartners har studerat miljö- och klimatförändringarna i västra Ishavet och har sett en snabb expansion av det "försurade" vattnet i den övre vattenpelaren. Det här fotot visar vetenskapsteamet som arbetar på en isstation framför isbrytaren XueLong under kryssningen sommaren 2010 i norra Kanadabassängen, mycket nära nordpolen. Kredit:Zhongyong Gao och Di Qi
Havsförsurningen (OA) sprider sig snabbt i västra Ishavet i både område och djup, enligt ny tvärvetenskaplig forskning som rapporterats i Naturens klimatförändringar av ett team av internationella samarbetspartners, inklusive University of Delaware professor Wei-Jun Cai.
Forskningen visar att, mellan 1990-talet och 2010, försurat vatten expanderade norrut cirka 300 nautiska mil från Chukchi-sluttningen utanför nordvästra Alaskas kust till strax under nordpolen. Också, djupet av försurat vatten visade sig ha ökat, från cirka 325 fot till över 800 fot (eller från 100 till 250 meter).
"Ishavet är det första hav där vi ser en så snabb och storskalig ökning av försurningen, minst dubbelt så snabbt som det som observerats i Stilla havet eller Atlanten, "sa Cai, USA:s huvudutredare för projektet och Mary A.S. Lighthipe professor i jorden, Hav, och Miljö vid UD.
"Den snabba spridningen av havsförsurningen i västra Arktis har konsekvenser för det marina livet, särskilt musslor, musslor och små havssniglar som kan ha svårt att bygga eller underhålla sina skal i allt försurade vatten, sa Richard Feely, NOAA senior forskare och medförfattare till forskningen. Havssniglar som kallas pteropoder är en del av det arktiska näringsnätet och viktiga för laxens och sillens kost. Deras nedgång kan påverka det större marina ekosystemet.
Bland de arktiska arter som potentiellt riskerar att försuras av havet är subsistensfiske av räkor och sorter av lax och krabba.
Andra samarbetspartners i det internationella projektet inkluderar Liqi Chen, den kinesiska huvudforskaren och vetenskapsmannen vid Third Institute of Oceanography of State Oceanic Administration of China; och forskare vid Xiamen University, Kina och Göteborgs universitet, Sverige, bland andra institutioner.
Stillahavsvintervatten
Forskarna studerade vattenprover som tagits under kryssningar av den kinesiska isbrytaren XueLong (som betyder "snödrake") sommaren 2008 och 2010 från det övre havet av Arktis marginalhav till bassängerna så långt norrut som 88 graders latitud, strax under nordpolen, samt data från tre andra kryssningar.
Forskare mätte upplöst oorganiskt kol och alkalinitet vilket gör att de kan beräkna pH och mättnadstillståndet för aragonit, ett karbonatmineral som marina organismer behöver för att bygga sina skal.
Denna grafik, producerad av University of Delaware, visar var havsförsurningen sprider sig i Ishavet, både i område och på djupet. Kredit:Tammy Beeson, University of Delaware
Data som samlats in av fartygs- och modellsimuleringar tyder på att ökat Pacific Winter Water (PWW), drivs av cirkulationsmönster och tillbakadragande havsis under sommarsäsongen, är primärt ansvarig för denna OA-expansion, enligt Di Qi, tidningens huvudförfattare och en doktorand av Chen.
"Detta arbete kommer att bidra till att öka vår förståelse för klimatförändringar, kol cykling, och havsförsurning i Arktis, särskilt eftersom det påverkar havs- och fiskevetenskap och teknologi, " sa Chen.
PWW kommer från Stilla havet genom Beringssundet och hyllan av Chukchihavet och in i den arktiska bassängen. Under de senaste åren har smältande havsis har låtit mer av Stillahavsvattnet strömma genom Beringssundet in i Ishavet. Stilla havets vatten är redan hög i koldioxid och har högre surhet. När havsmassan rör sig norrut, det absorberar ytterligare koldioxid från sönderfallande organiskt material i vattnet och sedimenten, ökande surhet.
Smältningen och retireringen av arktisk havsis under sommarmånaderna har också gjort det möjligt för PWW att röra sig längre norrut än tidigare när strömmar tryckte den västerut mot den kanadensiska skärgården.
Isarna i Arktis smälter på sommaren, en gång hittades endast i grunt vatten med djup mindre än 650 fot eller 200 meter, sprider sig nu längre in i Ishavet.
"Det är som en smältdamm som flyter på Ishavet. Det är en tunn vattenmassa som snabbt utbyter koldioxid med atmosfären ovanför, får koldioxid och surhet att öka i smältvattnet ovanpå havsvattnet, sade Cai. När isen bildas på vintern, försurat vatten under isen blir tätt och sjunker ner i vattenpelaren, sprider sig till djupare vatten. "
