AMOC little ice age
© Lapointe et. al., 10.1126/sciadv.abi8230Multimodelna karta srednje korelacije između niskofrekventne AMOC na 26°N i SST (12). Zvjezdice označene brojevima od 1 do 15 označavaju lokaciju mjesta.
Novo istraživanje sa Sveučilišta Amherst Massachusetts daje novi odgovor na jedno od upornih pitanja u povijesnoj klimatologiji, povijesti okoliša i znanosti o Zemlji: što je uzrokovalo Malo ledeno doba? Odgovor je, sada znamo, paradoksalan: zagrijavanje.

Malo ledeno doba bilo je jedno od najhladnijih razdoblja u posljednjih 10 000 godina, razdoblje zahlađenja koje je bilo posebno izraženo u sjevernoatlantskoj regiji. Ova hladna čarolija, o čijoj preciznoj vremenskoj liniji znanstvenici još raspravljaju, i za koju se čini da je nastupila prije oko 600 godina, bila je odgovorna za neuspjeh usjeva, glad i pandemije diljem Europe, što je rezultiralo bijedom i smrću za milijune. Do danas su mehanizmi koji su doveli do ovog oštrog klimatskog stanja ostali neuvjerljivi. Međutim, novi rad objavljen nedavno u Science Advances daje aktualnu sliku događaja koji su doveli do Malog ledenog doba. Iznenađujuće, čini se da je zahlađenje izazvala neobično topla epizoda.

Kada su glavni autor Francois Lapointe (postdoktorski istraživač i predavač geoznanosti na UMass Amherst) i Raymond Bradley (ugledni profesor geoznanosti na UMass Amherst) počeli pažljivo proučavati njihovu 3000-godišnju rekonstrukciju površinskih temperatura sjevernoatlantskog mora, čiji su rezultati objavljeni 2020. u Zborniku radova Nacionalne akademije znanosti, primijetili su nešto iznenađujuće: iznenadnu promjenu od vrlo toplih uvjeta u kasnim 1300-im u neviđeno hladne uvjete u ranim 1400-ima, samo 20 godina kasnije.

Koristeći mnoge detaljne podatke o moru, Lapointe i Bradley otkrili su da je došlo do nenormalno jakog prijenosa tople vode prema sjeveru u kasnim 1300-ima što je doseglo vrhunac oko 1380. Kao rezultat toga, vode južno od Grenlanda i nordijska mora postale su mnogo toplije nego inače. "Nitko to prije nije prepoznao", primjećuje Lapointe.

Normalno, uvijek postoji prijenos tople vode iz tropa u arktik. To je dobro poznati proces koji se zove Atlantic Meridional Overturning Circulation (Sjevernoatlantska meridijanska obrtajuća struja, op.pr.) (AMOC), koja je poput planetarnog transportnog pojasa. Obično topla voda iz tropskih krajeva teče na sjever duž obale Sjeverne Europe, a kada dosegne više geografske širine i susreće se s hladnijim arktičkim vodama, gubi toplinu i postaje gušća, zbog čega voda tone na dno oceana. Ova dubokovodna formacija zatim teče na jug duž obale Sjeverne Amerike i nastavlja kružiti po cijelom svijetu.

Ali u kasnim 1300-im, AMOC je značajno ojačao, što je značilo da se daleko više tople vode nego inače kretalo prema sjeveru, što je zauzvrat uzrokovalo brz gubitak arktičkog leda. Tijekom nekoliko desetljeća u kasnim 1300-im i 1400-im, ogromne količine leda su izbačene u Sjeverni Atlantik, što ne samo da je ohladilo vode sjevernog Atlantika, već i razrijedilo njihovu slanost, što je u konačnici uzrokovalo kolaps AMOC-a. Upravo je taj kolaps izazvao značajno zahlađenje.

Premotajmo unaprijed u naše vrijeme: između 1960-ih i 1980-ih, također smo vidjeli brzo jačanje AMOC-a, što je povezano s konstantno visokim tlakom u atmosferi iznad Grenlanda. Lapointe i Bradley misle da se ista atmosferska situacija dogodila neposredno prije Malog ledenog doba — ali što je moglo pokrenuti taj događaj trajnog visokog tlaka 1380-ih?

Odgovor se, otkrio je Lapointe, nalazi u drveću. Nakon što su istraživači usporedili svoje nalaze s novim zapisom o sunčevoj aktivnosti otkrivenim pomoću izotopa radiokarbona sačuvanim u godovima drveća, otkrili su da je u kasnim 1300-ima zabilježena neuobičajeno visoka sunčeva aktivnost. Takva solarna aktivnost ima tendenciju dovesti do visokog atmosferskog tlaka nad Grenlandom.

Istovremeno, na Zemlji se događalo manje vulkanskih erupcija, što znači da je u zraku bilo manje pepela. "Čistija" atmosfera značila je da je planet bio osjetljiviji na promjene solarne aktivnosti. "Stoga je učinak visoke sunčeve aktivnosti na atmosfersku cirkulaciju u sjevernom Atlantiku bio posebno jak", rekao je Lapointe.


Komentar: Tvrdnja da je bilo manje vulkanskih erupcija i da je zrak bio "čišći" je predmet rasprave.


Lapointe i Bradley su se pitali može li se tako naglo zahlađenje ponoviti u naše doba globalnih klimatskih promjena. Napominju da sada ima mnogo manje arktičkog morskog leda zbog globalnog zatopljenja, pa je događaj, poput onoga iz ranih 1400-ih, koji uključuje transport morskog leda, malo vjerojatan.


Komentar: Čini se da je barem jedan čimbenik koji uzrokuje otapanje arktičkog morskog leda posljedica topline koja dolazi odozdo, u obliku podmorske vulkanske aktivnosti, međutim, u posljednjih nekoliko godina formiranje leda se sveukupno oporavilo u tolikoj mjeri i s takvom brzinom, da je nedavno čak 20 brodova zapelo u sibirskom moru, a operateri su komentirali da opseg leda premašuje medijalni rub leda iz 1981.-2010. i kao takav ih je iznenadio.

Nadalje, već 2017., i arktički i antarktički morski led su već počeli rasti rekordnom brzinom, a dokumentirano je da se trend nastavio tijekom 2019. i 2021. Formiranje i zadržavanje ovog leda vjerojatno je ubrzano rekordno niskim temperaturama i rekordno visokim snježnim oborinama u polarnim područjima.


"Međutim, moramo paziti na nakupljanje slatke vode u Beaufortovom moru (sjeverno od Aljaske) koje se povećalo za 40% u posljednja dva desetljeća. Njen uljev u subpolarni Sjeverni Atlantik mogao bi imati snažan utjecaj u oceanskoj cirkulaciji", rekao je Lapointe. "Također, ljetna trajna razdoblja visokog tlaka nad Grenlandom bila su mnogo češća tijekom posljednjeg desetljeća i povezana su s rekordnim topljenjem leda.


Komentar: Moguće je da je Grenland bio topliji nego inače tijekom proteklog desetljeća, a to bi se zapravo podudaralo s obrascem koji se spominje u studiji, ali noviji podaci pokazuju da je prije samo dvije godine Grenland zabilježio neke od najhladnijih temperatura u 1000 godina.


Klimatski modeli ne bilježe pouzdano te događaje i stoga možda podcjenjujemo budući gubitak leda iz ledenog pokrova, s više slatke vode koja ulazi u Sjeverni Atlantik, što potencijalno dovodi do slabljenja ili kolapsa AMOC-a." Autori zaključuju da postoji hitna potreba za rješavanjem ovih neizvjesnosti.
Više informacija: Francois Lapointe, Malo ledeno doba naglo potaknuto upadom atlantskih voda u nordijska mora, Science Advances (2021.). DOI: 10.1126/sciadv.abi8230. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi8230
Informacije o časopisu: Science Advances, Proceedings of the National Academy of Sciences