Jordens starkaste havsström, som cirkulerar runt Antarktis, spelar en stor roll för att bestämma transporten av värme, salt och näringsämnen i havet. En internationell forskargrupp ledd av Alfred Wegener Institute har nu utvärderat sedimentprover från Drakepassagen. Deras fynd:Under den senaste interglaciala perioden, vattnet rann snabbare än det gör idag. Detta kan vara en plan för framtiden och få globala konsekvenser. Till exempel, södra oceanens förmåga att absorbera CO ₂ kan minska, vilket i sin tur skulle intensifiera klimatförändringarna. Studien har nu publicerats i tidskriften Naturkommunikation .

Antarctic Circumpolar Current (ACC) är världens starkaste havsström. Eftersom det inte finns några landmassor som blockerar dess väg, västvindsdriften driver vattnet obehindrat österut runt Antarktis i medurs riktning. Som ett resultat, en gigantisk ringformad ström bildas, förenar Stilla havet, Atlanten och Indiska oceanen i söder. ACC är den centrala distributionspunkten i den globala havscirkulationen - även känd som det "globala transportbandet" - och påverkar som sådan oceanisk värmetransport och marina materialcykler runt planeten. Stora förändringar i ACC får därför globala konsekvenser.

"Även om ACC spelar en viktig roll i morgondagens klimat, vår förståelse av dess beteende är fortfarande extremt begränsad, " säger Dr Shuzhuang Wu, en forskare vid Marine Geosciences Section vid Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) och första författaren till studien som släpptes i Naturkommunikation . "För att ta bort de relaterade osäkerheterna i klimatmodellerna och för att förbättra framtida prognoser, vi behöver akut paleo-data, som vi kan använda för att rekonstruera villkoren och beteendet hos ACC i det förflutna."

Den enda förträngningen på ACC:s cirkulära rutt är Drake-passagen mellan Sydamerikas södra spets och den norra spetsen av den antarktiska halvön. Här, inte mindre än 150 miljoner kubikmeter havsvatten per sekund tvingar sig igenom passagen – mer än 150 gånger mängden vatten som strömmar i alla jordens floder. Denna flaskhals är en idealisk plats för att observera förändringar i den totala strömmen. Följaktligen, under 2016, AWI-forskare reste till Drake Passage ombord på forskningsisbrytaren Polarstern för att undersöka sedimentavlagringarna från tidigare årtusenden. "Botnströmmen här är så stark att sedimentet på många ställen helt enkelt sköljs bort, " förklarar ledaren för expeditionen och medförfattare till studien, Dr Frank Lamy. "Ändå, med hjälp av Polarsterns sedimentekolod, vi kunde upptäcka sedimentfickor och samla in prover, inklusive en kärna från ett djup av 3, 100 meter, som är mer än 14 meter lång. Detta var en betydande prestation, sedan de sista jämförbara kärnorna från Drake Passage daterades tillbaka till 1960-talet."

Sedimenten från den nya kärnan ackumulerades under de senaste 140, 000 år. Som sådan, de täcker en hel glacial-interglacial cykel, och innehåller information från den senaste istiden, som började 115, 000 år sedan och slutade 11, 700 år sedan, såväl som från den föregående Eemiska mellanisttiden, som började 126, 000 år sedan.

Genom att analysera partikelstorleken i de avsatta sedimenten, forskargruppen kunde rekonstruera flödeshastigheten och volymen vatten som transporterades av ACC i Drake Passage. Baserat på den höga andelen små partiklar på höjden av den senaste istiden, forskarna beräknade att hastigheten var lägre jämfört med idag, och det fanns en betydligt mindre volym vatten. Detta berodde på den svagare västra delen och den mer omfattande havsisen i Passagen. Detta innebär att under istiden, ACC:s huvudförare blåste svagare, och området med exponerat vatten var mindre. I kontrast, de extremt stora partiklarna i höjd med interglacialperioden indikerade en hög flödeshastighet och en flödeshastighet 10–15 procent högre än idag.

"På höjden av den sista mellanistidperioden från 115, 000 till 130, 000 år innan idag, den globala temperaturen var i genomsnitt 1,5 grader till 2 grader C varmare än den är idag. Följaktligen, den cirkumpolära strömmen kan accelerera när den globala uppvärmningen fortskrider, ", säger Lamy. "Det skulle få långtgående effekter på klimatet. Å ena sidan, ACC formar andra havsströmmar som Golfströmmen, vilket i sin tur spelar roll för att bestämma vädret i nordvästra Europa. På den andra, haven absorberar ungefär en tredjedel av överskottet av koldioxid ₂ från atmosfären. Dock, en snabbare ACC skulle främja transporten av CO ₂ -rikt djupt vatten till ytan. Följaktligen, havets förmåga att absorbera atmosfärisk CO ₂ kan minska betydligt, och koncentrationen i luften kunde stiga snabbare. I längden, stora delar av södra oceanen kan till och med bli källor till CO ₂ ."