Klimatförändringarna når ända ner till djupet av en av jordens största sjöar.

Vattnet hundratals fot under ytan av Lake Michigan värms upp, speciellt på vintern, enligt en rapport som publicerades förra veckan av National Oceanic and Atmospheric Administration. Uppvärmningen kan förändra sjöns årstidsmönster – och förändra ett sätt att leva för både ekosystem och industri.

Det har varit känt att Lake Michigans yttemperaturer ökar och istäcket minskar eftersom mänsklig aktivitet sporrar klimatförändringar.

"Dessa förändringar kan verka väldigt små, ett par tiondels examen per decennium, men detta har pågått i flera decennier nu, kanske längre än vad som avspeglas i vår övervakning, sa Craig Stow, en NOAA Great Lakes Environmental Research Laboratory forskare och författare till studien.

Sjöarna har förändrats, ända sedan de bildades, sa Stow. "Men när de förändras snabbt betyder det att människor måste anpassa sig till de förändringar som sker. Och om vi inte övervakar dem riskerar vi att bli överraskade."

Den första i sitt slag på uppvärmning av djupvatten fyller ytterligare en lucka i forskningen om klimatförändringar, avslöjar vad som händer under Lake Michigans yta.

Den allmänna uppvärmningen, isförlust och krympande vintrar kan leda till långsiktiga förskjutningar, förändrar sjöns näringsnät och skickar fiske mot okänt territorium.

Vissa av ytorna på världens största sjöar värms upp snabbare än havs- och lufttemperaturerna.

"Vi har vetat ett tag nu baserat på yttemperaturer - inte bara i Lake Michigan utan mindre sjöar och stora sjöar världen över - att yttemperaturerna verkar öka, " sa Stow.

Lake Michigans yttemperaturer beräknas värmas upp med en hastighet av så mycket som en tredjedel till en fjärdedel av en grad Celsius per decennium.

Men historien om vad som pågår så långt som 460 fot under ytan är sparsam. Djupt vattenförståelser hade tidigare förlitat sig på översättning av ytdata eller begränsade observationer. Så från och med 1990, forskare vände sig till en rad termometrar som flyter vertikalt i södra Michigansjön för att samla in mätningar. NOAA Great Lakes Environmental Research Laboratory-forskare tittade på 30 års mätningar, någon timme, att spåra årstidsmönster långt under ytan.

Studien, publiceras i Naturkommunikation , konstaterar att Lake Michigan "troligen är världens enda stora sjö med denna typ av långtidsobservationer av vattentemperaturer på djupet."

På djupare vatten, uppvärmningen beräknas vara så mycket som 0,06 grader Celsius per decennium.

"Det här är en stor sjö, " Sa Stow. "Det är mycket vatten. Det är mycket förändring."

Uppvärmningen så långt under ytan var inte nödvändigtvis en överraskning, Stow sa, men det är svårt att veta vad som händer utan data.

"Det kunde ha varit så att vi bara såg en effekt nere under de första 30 eller 40 metrarna, sa Stow. "Men vi såg det riktigt långt ner."

Sjöar kan fungera som "klimatförändringsvakter, "studien säger, och djupvattenmätningar kan vara särskilt viktiga eftersom de ger ett "klimatminne".

"Vad vi kan se från dessa data är en återspegling av större skala och långsiktiga processer, " Sa Stow. "De skyms inte av buller som kan uppstå från ett par mycket varma eller ett par mycket kalla år."

Vattnets värmande vintrar speglar stigande yttemperaturer och långvariga somrar. Några av de mest uttalade hoppen i vintertemperaturer sker nära de stora sjöarna. Rekord som går tillbaka till 1973 visar att maximal istäckning över de stora sjöarna minskar med 5 % per decennium; Lake Michigans istäckning minskar med cirka 3,6%.

Lake Michigan är dimiktisk, vilket innebär att det finns en topp-till-botten-blandning av vattenpelaren två gånger om året. Med varmare yttemperaturer, höstens blandningscykel börjar senare, leder till en förkortad avkylningsperiod för djupa vatten och en längre sommarperiod utan blandning.

"Organismerna som lever där, planktonet och fisken, är vana vid sjön som den var, " Sa Stow. "De har utvecklats under tusentals år för att dra fördel av de system som blandas två gånger om året."

Om sjön ändras till varm monomiktisk, blanda en gång om året, Stow sa att det skulle signalera grundläggande förändring.

"Och det andra du måste komma ihåg är att det här inte är det enda som händer, " Stow sa, noterar förändringar som sporras av invasiva zebra- och quaggamusslor. "Allt det här händer samtidigt."

Rapporten ger några exempel på vad som hänt i andra stora sjöar. Termisk förändring kan blanda ihop näringsväven och leda till spridning av invasiva arter. Längre perioder när sjön inte blandas kan förvärra syrefattiga förhållanden. I Lake Erie, till exempel, låg syrehalt har bidragit till att fisk dör.

Forskare hoppas kunna lägga till fler sensorer för att få en bättre övergripande bild av hur sjöarna reagerar.

"I alla, konsekvenserna av förändringar i undervattenstemperaturer kommer att resultera i en djupgående förändring i sjöns ekologi, " står det i rapporten. "Utan högfrekvent långtidsövervakning av vatten under ytan, vi kommer att vara blinda för effekterna av klimatförändringar på det mesta av jordens färska ytvatten."

©2021 Chicago Tribune
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.