På grund av den globala uppvärmningen, inte bara temperaturerna i atmosfären och i havet stiger, men även vindar och havsströmmar samt syrefördelningen i havet förändras. Till exempel, syrehalten i havet har minskat globalt med cirka 2 % under de senaste 60 åren, särskilt stark i de tropiska haven. Dock, dessa regioner kännetecknas av ett komplext system av havsströmmar. Vid ekvatorn, en av de starkaste strömmarna, den ekvatoriala underströmmen (EUC), transporterar vattenmassor österut över Atlanten. EUC:s vattentransporter är mer än 60 gånger större än Amazonflodens.

Under många år, forskare vid GEOMAR har i samarbete med det internationella PIRATA-programmet undersökt fluktuationer av denna ström med fasta observationsplattformar, så kallade förtöjningar. Baserat på data som erhållits från dessa förtöjningsplatser, de kunde bevisa att EUC har stärkts med mer än 20 % mellan 2008 och 2018. Förstärkningen av denna stora havsström är förknippad med ökande syrekoncentrationer i ekvatorialatlanten och en ökning av det syrerika lagret nära ytan. En sådan förtjockning av det syresatta ytskiktet representerar en habitatutvidgning för tropiska pelagiska fiskar. Resultaten av studien har nu publicerats i den internationella tidskriften Naturgeovetenskap .

"I början, detta uttalande låter uppmuntrande, men det beskriver inte hela komplexiteten i systemet", säger projektledaren och första författaren Prof. Dr Peter Brandt från GEOMAR. "Vi fann att förstärkningen av den ekvatoriala underströmmen främst orsakas av en förstärkning av passadvindarna i den västra tropiska Nordatlanten", Peter Brandt förklarar vidare. Analysen av en 60-årig datauppsättning har visat att den senaste tidens syreökning i övre ekvatorialatlanten är associerad med en multidekadal variation som kännetecknas av låga syrekoncentrationer under 1990-talet och början av 2000-talet och höga koncentrationer under 1960- och 1970-talen. "I det här avseendet, våra resultat motsäger inte den globala trenden, men indikerar att den observerade strömförstärkningen sannolikt kommer att växla tillbaka till en fas med svagare strömmar förknippad med förbättrad syrereduktion. Det visar på behovet av långsiktiga observationer för att kunna skilja naturliga fluktuationer i klimatsystemet från trender som syrebrist orsakad av klimatuppvärmningen", säger Brandt.

Förändringarna i syretillförseln i tropikerna på grund av cirkulationsfluktuationer har en inverkan på marina ekosystem och i slutändan på fisket i dessa regioner. "Habitatkompression eller expansion för tropiska pelagiska fiskar kan leda till förändrade relationer mellan rovdjur och bytesdjur, men också göra det särskilt svårt att bedöma överfiske av ekonomiskt relevanta fiskarter, som tonfisk", säger Dr Rainer Kiko, medförfattare från Laboratoire d'Océanographie de Villefranche vid Sorbonne University, Paris.

Undersökningarna baseras delvis på en fartygsexpedition som genomfördes längs ekvatorn i slutet av 2019 med det tyska forskningsfartyget METEOR. Denna expedition innefattade en fysisk, kemisk, biogeokemiska och biologiska mätprogram som stödjer utvecklingen av klimatbaserade förutsägelser för marina ekosystem som en del av det EU-finansierade TRIATLAS-projektet. Medan en annan expedition med RV METEOR längs ekvatorn var tvungen att ställas in på grund av covid-19-pandemin, flera långtidsförtöjningar i den tropiska Atlanten – inklusive den vid ekvatorn – kommer nu att återvinnas och omplaceras under en ytterligare expedition med RV SONNE i juni-augusti 2021, givetvis under strikta karantänvillkor.