Om du någonsin har varit sjösjuk, "stabil" kan vara det sista ordet du associerar med havet. Men när den globala temperaturen stiger, världshaven blir tekniskt sett mer stabila.

När forskare talar om havsstabilitet, de syftar på hur mycket havets olika lager blandas med varandra. En nyligen genomförd studie analyserade över en miljon prover och fann att, under de senaste fem decennierna, havets stabilitet ökade i en takt som var sex gånger snabbare än forskarna hade räknat med.

Havsstabilitet är en viktig regulator för det globala klimatet och produktiviteten hos marina ekosystem som ger näring åt en betydande del av världens människor. Den styr hur värmen, kol, näringsämnen och lösta gaser utbyts mellan de övre och nedre lagren av havet.

Så medan ett mer stabilt hav kan låta idylliskt, verkligheten är mindre tröstande. Det kan betyda att det övre lagret fångar mer värme, och innehåller mindre näringsämnen, med stor inverkan på havets liv och klimat.

Hur haven cirkulerar värme

Havets yttemperaturer blir kallare ju längre man färdas från ekvatorn mot polerna. Det är en enkel poäng, men det har enorma konsekvenser. Eftersom temperaturen, tillsammans med salthalt och tryck, kontrollerar tätheten av havsvatten, det betyder att havsytan också blir tätare när du rör dig bort från tropikerna.

Havstätheten ökar också med djupet, eftersom solljuset som värmer havet absorberas vid ytan, medan det djupa havet är fullt av kallt vatten. Förändringen i densitet med djupet kallas av oceanografer för stabilitet. Ju snabbare densiteten ökar med djupet, desto stabilare sägs havet vara.

Det hjälper att tänka på havet som uppdelat i två lager, var och en med olika nivåer av stabilitet.

Det blandade ytskiktet upptar de övre (ungefär) 100 metrarna av havet och är där värme, sötvatten, kol och lösta gaser utbyts med atmosfären. Turbulens som piskas upp av vinden och vågor vid havsytan blandar ihop allt vatten.

Det lägsta lagret kallas avgrunden, som sträcker sig från några hundra meters djup till havsbotten. Det är kallt och mörkt, med svaga strömmar som långsamt cirkulerar vatten runt planeten som förblir isolerad från ytan i årtionden eller till och med århundraden.

Att dela avgrunden och det ytblandade lagret är något som kallas pyknoklinen. Vi kan tänka på det som ett lager av plastfolie (eller Saran Wrap). Det är osynligt och flexibelt, men det stoppar vatten att röra sig genom den. När filmen slits i strimlor, som händer i havet när turbulens effektivt drar isär pyknoklinen, vatten kan läcka igenom i båda riktningarna. Men när de globala temperaturerna stiger och havets ytskikt absorberar mer värme, pyknoklinen blir mer stabil, vilket gör det svårare för vatten vid havets yta och i avgrunden att blandas.

Varför är det ett problem? Väl, det finns ett osynligt transportband av havsvatten som flyttar varmt vatten från ekvatorn till polerna, där den kyls och blir tätare och så sjunker, återvänder till ekvatorn på djupet. Under denna resa, värmen som absorberas vid havets yta flyttas till avgrunden, hjälpa till att omfördela havets värmebörda, ackumuleras från en atmosfär som snabbt värms upp på grund av våra utsläpp av växthusgaser.

Om en stabilare pyknoklin fångar upp mer värme i havets yta, it could disrupt how effectively the ocean absorbs excess heat and pile pressure on sensitive shallow-water ecosystems like coral reefs.

Increasing stability causes a nutrient drought

And just as the ocean surface contains heat that must be mixed downwards, the abyss contains an enormous reservoir of nutrients that need to be mixed upwards.

The building blocks of most marine ecosystems are phytoplankton:microscopic algae which use photosynthesis to make their own food and absorb vast quantities of CO₂ from the atmosphere, as well as produce most of the world's oxygen.

Phytoplankton can only grow when there is enough light and nutrients. During spring, sunshine, longer days and lighter winds allow a seasonal pycnocline to form near the surface. Any available nutrients trapped above this pycnocline are quickly used up by the phytoplankton as they grow in what is called the spring bloom.

For phytoplankton at the surface to keep growing, the nutrients from the abyss must cross the pycnocline. And so another problem emerges. If phytoplankton are starved of nutrients thanks to a strengthened pycnocline then there's less food for the vast majority of ocean life, starting with the tiny microscopic animals which eat the algae and the small fish which eat them, and moving all the way up the food chain to sharks and whales.

Just as a more stable ocean is less effective at shifting heat into the deep sea and regulating the climate, it's also worse at sustaining the vibrant food webs at the sunlit surface which society depends on for nourishment.

Should we be worried?

Ocean circulation is constantly evolving with natural variations and human-induced changes. The increasing stability of the pycnocline is just one part of an extremely complex puzzle that oceanographers are striving to solve.

To predict future changes in our climate, we use numerical models of the ocean and atmosphere that must include all of the physical processes responsible for changing them. We simply don't have computers powerful enough to include the effects of small-scale, turbulent processes within a model that simulates conditions over a global scale.

We do know that human activity is having a greater than expected impact on fundamental aspects of our planet's systems though. And we may not like the consequences.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.