Havsströmmarna som hjälper till att värma Europas och Nordamerikas Atlantkuster har avtagit avsevärt sedan 1800-talet och är som de svagaste på 1600 år, enligt ny forskning som jag och mina kollegor har genomfört. Som vi har sagt i en ny studie i Natur , försvagningen av detta havscirkulationssystem kan ha börjat naturligt men fortsätter troligen av klimatförändringar relaterade till utsläpp av växthusgaser.

Denna cirkulation är en nyckelspelare i jordens klimatsystem och en stor eller abrupt avmattning kan få globala återverkningar. Det kan få havsnivån på USA:s östkust att stiga, ändra europeiska vädermönster eller regnmönster mer globalt, och skadar det marina vilda djuret.

Vi vet att i slutet av den senaste stora istiden, snabba fluktuationer i cirkulationen ledde till extrema klimatförändringar på global skala. Ett överdrivet (men skrämmande) exempel på en sådan plötslig händelse skildrades i 2004 års storfilm The Day After Tomorrow.

Den senaste försvagningen vi har funnit var sannolikt driven av uppvärmningen i norra Atlanten och tillsatsen av sötvatten från ökad nederbörd och smältande is. Det har förutspåtts många gånger men, tills nu, hur mycket försvagning som redan har skett har i stort sett förblivit ett mysterium. Omfattningen av de förändringar vi har upptäckt kommer som en överraskning för många, inklusive mig, och pekar på betydande förändringar i framtiden.

Cirkulationssystemet i fråga är känt som "Atlantic Meridional Overturning Circulation" (AMOC). AMOC är som ett gigantiskt transportband av vatten. Den transporterar varma, saltvatten till norra Atlanten där det blir väldigt kallt och sjunker. Väl i djuphavet rinner vattnet tillbaka söderut och sedan runt hela världshaven. Detta transportband är en av de viktigaste transportörerna av värme i klimatsystemet och inkluderar Golfströmmen, känd för att hålla Västeuropa varmt.

Klimatmodeller har konsekvent förutspått att AMOC kommer att sakta ner på grund av växthusgasuppvärmningen och tillhörande förändringar i vattnets kretslopp. På grund av dessa förutsägelser – och möjligheten till plötsliga klimatförändringar – har forskare övervakat AMOC sedan 2004 med instrument utspridda över Atlanten på viktiga platser. Men för att verkligen testa modellförutsägelserna och ta reda på hur klimatförändringarna påverkar transportören har vi behövt mycket längre register.

Letar efter mönster

För att skapa dessa poster, vår forskargrupp – ledd av University College Londons Dr. David Thornalley – använde tanken att en förändring i AMOC har ett unikt mönster av påverkan på havet. När AMOC blir svagare, nordöstra Atlanten svalnar och delar av västra Atlanten blir varmare med en viss mängd. Vi kan leta efter detta mönster i tidigare registreringar av havstemperaturer för att spåra hur cirkulationen var tidigare.

En annan studie i samma nummer av Nature, ledd av forskare vid universitetet i Potsdam i Tyskland, använde historiska observationer av temperatur för att kontrollera fingeravtrycket. De fann att AMOC hade minskat i styrka med cirka 15% sedan 1950, pekar på rollen av mänskligt skapade växthusgasutsläpp som den primära orsaken.

I vår tidning, som också ingår i EU:s ATLAS-projekt, vi hittade samma fingeravtryck. Men istället för att använda historiska observationer använde vi vår expertis i tidigare klimatforskning för att gå mycket längre tillbaka i tiden. Vi gjorde detta genom att kombinera kända uppgifter om resterna av små marina varelser som hittats i djuphavslera. Temperaturen kan beräknas genom att titta på mängden av olika arter och den kemiska sammansättningen av deras skelett.

Vi kunde också direkt mäta tidigare djuphavsströmhastigheter genom att titta på själva leran. Större lerkorn innebär snabbare strömmar, medan mindre korn betyder att strömmarna var svagare. Båda teknikerna pekar på en försvagning av AMOC sedan omkring 1850, igen med cirka 15% till 20%. Viktigt, den moderna försvagningen skiljer sig mycket från allt som har setts under de senaste 1600 åren, pekar på en kombination av naturliga och mänskliga drivkrafter.

Skillnaden i tidpunkt för starten av AMOC-försvagningen i de två studierna kommer att kräva mer vetenskaplig uppmärksamhet. Trots denna skillnad, båda de nya studierna väcker viktiga frågor om huruvida klimatmodeller simulerar de historiska förändringarna i havscirkulationen, och om vi behöver se över några av våra framtida prognoser.

Dock, varje ytterligare lång rekord gör det lättare att utvärdera hur väl modellerna simulerar detta nyckelelement i klimatsystemet. Faktiskt, att utvärdera modeller mot dessa långa rekord kan vara ett avgörande steg om vi hoppas kunna förutsäga möjliga extrema AMOC-händelser och deras klimatpåverkan korrekt.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.