En karta över Ishavet visar läget för de amerikanska och eurasiska bassängerna. Pilar visar den varma vägen, färskt Stillahavsvatten och varmt, saltat atlantvatten in i regionen. Kredit:Grafik anpassad från Polyakov et al. 2020, Frontiers in Marine Science paper.
Ny forskning utforskar hur hav på lägre latitud driver komplexa förändringar i Ishavet, driva regionen in i en ny verklighet som är skild från 1900-talets norm.
University of Alaska Fairbanks och Finlands meteorologiska institut ledde den internationella ansträngningen, som inkluderade forskare från sex länder. Den första av flera relaterade tidningar publicerades denna månad i Frontiers in Marine Science .
Klimatförändringarna är mest uttalade i Arktis. Ishavet, som täcker mindre än 3 % av jordens yta, verkar vara ganska känslig för onormala förhållanden i hav på lägre latitud.
"Med detta i åtanke, Målet med vår forskning var att illustrera den del av den arktiska klimatförändringen som drivs av onormala [till skillnad från normen] inflöden av havsvatten från Atlanten och Stilla havet, en process som vi kallar borrealisering, " sa huvudförfattaren Igor Polyakov, en oceanograf vid UAF:s International Arctic Research Center och FMI.
Även om Arktis ofta ses som ett enda system som påverkas av klimatförändringar på ett enhetligt sätt, forskningen betonade att Arktis Amerasian Basin (påverkad av Stillahavsvatten) och dess Eurasian Basin (påverkad av Atlanten) tenderar att skilja sig åt i sina svar på klimatförändringar.
Denna konceptuella modell visar inflödet av Stillahavs- och Atlantvatten till Ishavet i det förflutna jämfört med de senaste åren. Blått indikerar kallt vatten och rött indikerar varmt vatten. Pilar indikerar vattenflödets riktning. Kredit:Grafik anpassad från Polyakov et al. 2020, Frontiers in Marine Science paper.
Sedan de första temperatur- och salthaltsmätningarna i slutet av 1800-talet, forskare har känt till att kallt och relativt färskt vatten, som är lättare än saltvatten, flyter på ytan av Ishavet. Detta färska lager blockerar värmen från det djupare vattnet från smältande havsis.
I den eurasiska bassängen, det håller på att förändras. Onormalt tillflöde av varmt, salt atlantvatten destabiliserar vattenpelaren, gör den mer känslig för blandning. Den coola, färskt skyddande övre havsskikt försvagas och isen blir känslig för värme från djupare i havet. När blandningen och havsisen sönderfaller fortsätter, processen accelererar. Havet blir mer biologiskt produktivt ju djupare, näringsrikt vatten når ytan.
Däremot ökat tillflöde av varmt, relativt färskt Stillahavsvatten och lokala processer som havsissmältning och ackumulering av flodvatten gör separationen mellan ytan och djupa lager mer uttalad på den amerikanska sidan av Arktis. När poolen av sötvatten växer, det begränsar blandning och förflyttning av näringsämnen till ytan, potentiellt göra regionen mindre biologiskt produktiv.
Studien undersöker också hur dessa fysiska förändringar påverkar andra komponenter i det arktiska systemet, inklusive kemisk sammansättning och biologiska samhällen.
Återgående havsis tillåter mer ljus att tränga in i havet. Förändringar i cirkulationsmönster och vattenpelarens struktur styr tillgången på näringsämnen. I vissa regioner, organismer vid basen av näringsväven blir mer produktiva. Många marina organismer från subarktiska breddgrader rör sig norrut, i vissa fall ersätter de lokala arktiska arterna.
Vetenskapliga instrument hänger över det isfria ishavet under en av expeditionerna som bidrog med data till en nyligen publicerad studie publicerad i Frontiers of Marine Science. Havsis kan ses vid horisonten. Kredit:Nansen och Amundsen Bassins Observational System.
"I många avseenden, Ishavet ser nu ut som ett nytt hav, sa Polyakov.
Dessa skillnader förändrar vår förmåga att förutsäga väder, strömmar och havsisens beteende. Det har stora konsekvenser för invånare i Arktis, fiske, turism och navigering.
Denna studie fokuserade på ganska storskaliga förändringar i Ishavet, och dess fynd representerar inte nödvändigtvis förhållanden i kustnära vatten där människor bor och jagar.
Studien betonade vikten av framtida vetenskaplig övervakning för att förstå hur detta nya rike påverkar länkarna mellan havet, is och atmosfär.
