Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

Extending the instrumental record of North Atlantic Ocean climate variability

Alternativ tittel: Høyoppløselig rekonstruksjon av marint klima i det nordlige Atlanterhavet basert på årlige tilvekstringer i kuskjell

Tildelt: kr 7,4 mill.

Klimavariabilitet påvirker nær alle naturlige systemer og menneskelig aktivitet. En realistisk forståelse av de mekanismene som driver klimavariabilitet og de mulige effektene disse har på alle levende organismer er derfor kritisk for vår evne til å forutsi konsekvensene av nåværende og fremtidige klimaendringer på natur og samfunn. Vi trenger å identifisere samspillet mellom de naturlige trendene og potensielle sykler for å kunne skille ut klimasignalet som skyldes menneskelig aktivitet fra den naturlige klimavariabiliteten. Det atlantiske overflatevannet som strømmer nordover i de «Nordiske Hav» spiller en fundamental rolle for varmetransporten til Nordvest-Europa og Arktis og for den omveltende nord-sørgående havsirkulasjonen («meridional overturning circulation») som skjer i dette havområdet som del av den globale havsirkulasjonen. Kunnskap om det marine systemet er imidlertid begrenset. Utover perioden med instrumentelle data (siste ca. 100-150 år) er kunnskapen vår om variabilitet i klima og miljø i havet avhengig av rekonstruksjoner av paleomiljø. For Nord-Atlanteren er dette primært basert på rekonstruksjoner som benytter sedimentarkiver. Slike arkiver har imidlertid ikke nok tidsoppløsning eller dateringskontroll til å muliggjøre en detaljert kalibrering mot instrumentelle observasjoner eller til å kunne studere høyoppløselig miljøvariabilitet. Utvikling av nye metoder og datasett som muliggjør en mer presis rekonstruksjon av det marine systemet bakover i tid er derfor av vital betydning. I ECHO analyserte vi marine prosesser ved å benytte arter av bivalver (Arctica islandica, Glycymeris glycymeris) med lang levetid og tilvekstringer med år- og sesongoppløsning. Skjellene ble samlet inn på sokkelen rundt Færøyene langs aksen til det Atlantiske overflatevannet som strømmer nordover mot Norskehavet. Resultatene fra ECHO gir ny innsikt i hvordan primærproduksjon og temperatur tidligere har variert i det nordøstlige Atlanterhavet, både mellom ulike år og over flere tiår. Videre vil ny informasjon knyttet til metodene og anvendelsen av disse i sklerokronologi (f. eks. reproduserbarhet mellom ulike individer, følsomhet for klimatisk og økologisk påvirkning) oppnådd i dette prosjektet komme til nytte i fremtidige sklerokronologiske prosjekter. Innenfor ECHO analyserte vi over 200 skjell som ble samlet inn fra både øst- og vestsiden av Færøyene. En analyse av mønstrene på tilvekstringene avdekket et robust miljøsignal som ble funnet over hele sokkelen. Ved å anvende kryssdateringsteknikker på 42 utvalgte langlivede (>100 år) individer av A. Islandica ble det konstruert en kontinuerlig kronologi over skjellvekst fra AD 1467-2013. En sammenligning mellom denne kronologien og instrumentelle data viser at skjellvekstkurven gjenspeiler variasjoner i fytoplankton på sokkelen rundt Færøyene og i en videre region rundt øygruppen. Dette resultatet underbygges ved at den rekonstruerte perioden med tilvekst hos skjellene foregår samtidig med oppblomstringen av fytoplankton på sokkelen rundt Færøyene. I ECHO har en kurve med årlig oppløsning basert på stabile oksygenisotoper blitt konstruert for perioden AD 1475-2009. Den rekonstruerte temperaturen basert på variasjoner i stabile oksygenisotoper har en stigende trend mot i dag, noe som trolig gjenspeiler de relativt kalde forholdene under «den lille istid» og en overgang mot det varmere atlantiske overflatevannet vi har i dag. Påtrykt på denne overordnede temperaturtrenden er det imidlertid flere perioder med varmere og kaldere temperaturer. Sett i et videre geografisk perspektiv så gjenspeiler temperaturutviklingen på sokkelen rundt Færøyene det samme signalet som er alminnelig å observere på den nordlige halvkulen. Den i ECHO konstruerte skjellbaserte kurven med årlig oppløsning basert på stabile karbonisotoper er karakterisert med relativt store variasjoner mellom ulike år og over flere tiår. Kurven viser imidlertid en generell trend mot lavere verdier i dag, noe som tolkes å være forårsaket av den oseaniske Suess-effekten. Variasjoner mellom år og mellom tiår kan til en hvis grad forklares med endringer i den biologiske aktiviteten nær overflaten (primærproduksjon og remineralisering). Variasjoner fra år til år synes likevel mer sannsynlig å gjenspeile et lokalt signal knyttet til sokkelen rundt Færøyene, mens variasjoner fra tiår til tiår mer sannsynlig styres av storskala endringer i biologisk aktivitet. Forskningen utført i ECHO demonstrerer det store potensialet sklerokronologiske tidsserier fra sokkelen ved Færøyene har for å rekonstruere miljøet. De produserte dataene er et betydelig bidrag til fremtidige klimastudier og prosjekter som syntetiserer høyoppløselige paleo-tidsserier for videre studier av den romlige og temporære variabiliteten til klimasignaler i den Nord-Atlantiske regionen.

ECHO has been further integrating internationally leading expertise in Nordic Seas oceanography, biology, geochemistry, paleoclimate and molluscan sclerochronology. Within ECHO we have developed a tool that can genuinely extend the marine instrumental record in an area where the processes occurring here have potential global impact. We have also provided early-stage researchers with opportunities to produce outstanding data within an international network of first-class scientists. The long paleotemperature record we have developed within ECHO will be imperative in further work, for example within the PAGES 2k network project MULTICHRON that steams from ECHO.

The scope of ECHO is to provide a definitive breakthrough in our capacity to observe the long-term (century to millennial scale) development of key aspects of North Atlantic Ocean dynamics at annual to sub-annual resolution. In ECHO, we aim at developing molluscan sclerochronology and scleroclimatology to study the inflow of Atlantic water into the Nordic Seas at annual to sub-annual resolution on decadal to centennial time scales. The inflow of warm and saline Atlantic Water plays a key role in the global thermohaline circulation as well as being of fundamental importance for the oceans north of the Greenland-Scotland Ridge and the regional climate of northern Europe through the heat and salt advected northwards by the inflow (Hansen and Østerhus, 2000). Quantitative projections and predictions of future climate at various time scales are increasingly demanded from the scientific community, policymakers and other stakeholders. Climate models are used to make projections, but deficiencies in how they represent key aspects of climate variability remain a challenge. The shortness of available observations is, however, inadequate for an understanding of changes on longer, multi-decadal, time scales. Hence, there is a need of an alternate approach, capable of incorporating knowledge of climate system behaviour on longer time scales than those covered in instrumental observations. Knowledge of the natural climate variability is dependent on proxy records of environmental and climate variables recoded by natural archives. Marine proxy records for the ocean are both sparsely distributed and are poorly resolved in time. The identification and development of proxies for studying key ocean processes at annual to sub-annual resolution that can extend the marine instrumental record is therefore a clear priority for marine climate science.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek