Ο Ατλαντικός Ωκεανός κάποτε έγινε μια γιγαντιαία παγίδα
Μια ευγενική υπενθύμιση από τον ωκεανό: δεν χρειάζεται να γίνονται όλα βιαστικά.
Ο Ατλαντικός Ωκεανός κάποτε έγινε μια γιγαντιαία παγίδα χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο λόγω της γεωγραφίας του.
Ο Ειρηνικός φιλοξενεί σήμερα τις μεγαλύτερες ζώνες χαμηλού οξυγόνου στον ωκεανό και η θέρμανση αναμένεται να τις κάνει μεγαλύτερες. Επιστήμονες που μελετούν μια περίοδο θερμότητας πριν από 15 εκατομμύρια χρόνια διαπίστωσαν κάτι που φαινόταν να είναι καλό νέο εκεί - το οξυγόνο του Ειρηνικού διατηρήθηκε καλά, ακόμη και με το διοξείδιο του άνθρακα να είναι υψηλότερο από ό,τι σήμερα.
Κανείς, ωστόσο, δεν είχε κάνει το ίδιο για τον Ατλαντικό. Μια νέα μελέτη τον εξέτασε και η εικόνα που σκιαγραφήθηκε από τα αρχαία κελύφη πλαγκτού ήταν σχεδόν η αντίστροφη - λόγω γεωγραφίας και όχι λόγω του πόσο ζεστό γινόταν.
Διαβάζοντας αρχαία όστρακα
Τα στοιχεία βρίσκονταν σε απολιθωμένο πλαγκτόν, όχι μεγαλύτερο από κόκκους άμμου, που εξορύχθηκαν από τον βαθύ πυθμένα της θάλασσας. Η Janet E. Burke, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν ( MSU ), ηγήθηκε της ομάδας που τα διάβασε.
Αυτοί οι κόκκοι είναι τα κελύφη των τρηματοφόρων , μονοκύτταρων παρασυρόμενων οργανισμών που έχτισαν ασβεστώδη θωράκιση. Τα δείγματα του Burke εγκαταστάθηκαν στον πυθμένα της θάλασσας κατά τη διάρκεια του Μειόκαινου, ενός θερμού κεφαλαίου πριν από 15 εκατομμύρια χρόνια, όταν το διοξείδιο του άνθρακα ήταν για τελευταία φορά πολύ πάνω από τα σημερινά επίπεδα.
Κάθε κέλυφος καταγράφει το υδαρές περιβάλλον του. Αυτά τα πλαγκτόν προσλαμβάνουν ιώδιο μόνο όπου υπάρχει άφθονο οξυγόνο, επομένως ένα κέλυφος με χαμηλή περιεκτικότητα σε αυτό το στοιχείο προδίδει νερό φτωχό σε οξυγόνο.
Αυτό είναι το είδος του νερού φτωχού σε οξυγόνο που εξαπλώνεται τώρα στις θερμαινόμενες τροπικές περιοχές, όπως έχει καταγράψει μια ανασκόπηση .
Το οξυγόνο του Ατλαντικού εξαφανίζεται
Στον δυτικό Ατλαντικό, σχεδόν κάθε κέλυφος επέστρεψε με χαμηλή περιεκτικότητα σε ιώδιο. Σε όλο το εύρος δειγματοληψίας, η χημική αντίδραση σηματοδότησε κάτι απροσδόκητο. Μια πλατιά ζώνη νερού φτωχού σε οξυγόνο που εκτεινόταν εκατοντάδες πόδια κάτω.
Αυτή η ένδειξη είναι εκπληκτική. Ο σύγχρονος δυτικός Ατλαντικός και η Καραϊβική παραμένουν καλά εφοδιασμένοι με οξυγόνο, από πάνω μέχρι κάτω, και τα λίγα κομμάτια της λεκάνης με χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο βρίσκονται συγκεντρωμένα στα νοτιοδυτικά της Αφρικής. Το μοτίβο δεν δείχνει κάτι σαν μια τρύπα που εκτείνεται σε μια λεκάνη.
Επιβεβαιώνοντας το γεγονός αυτό, σε κάθε δείγμα του Ατλαντικού εντοπίστηκε ένας τύπος πλαγκτόν που ζει μόνο στα όρια νερού με έλλειψη οξυγόνου. Το ίδιο είδος συσχετίστηκε με άφθονο οξυγόνο και αλλού, επομένως οι χαμηλές τιμές δεν ήταν βιολογικό φαινόμενο.
Κανείς δεν είχε καταγράψει έναν Ατλαντικό με τόσο μεγάλη έλλειψη οξυγόνου κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου. Οι προηγούμενες εργασίες βασίζονταν σχεδόν εξ ολοκλήρου στον Ειρηνικό, αφήνοντας τη λεκάνη απέναντι από την Αμερική σχεδόν κενή. Η συμπλήρωσή της αναδιαμόρφωσε εντελώς την εικόνα.
Ο Ειρηνικός συρρικνώνεται
Ο Ειρηνικός έλεγε την αντίθετη ιστορία. Τα κοχύλια από τον ισημερινό Ειρηνικό παρέμειναν σταθερά σε περιοχές με χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο, σηματοδοτώντας μια ζώνη χαμηλού οξυγόνου που παρέμεινε σταθερή κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου. Αλλά ήταν περιορισμένη.
Μια τοποθεσία νοτιότερα, στα ανοιχτά της Νότιας Αμερικής, βρισκόταν στο περιθώριο, με τα κελύφη της να διασταυρώνονται πέρα δώθε πάνω από τη γραμμή οξυγόνου. Οι μετρήσεις αποδίδουν τη χειρότερη απώλεια οξυγόνου στον Ειρηνικό σε μια στενή ισημερινή ζώνη - από περίπου 10 μοίρες βόρεια έως 20 μοίρες νότια.
Σήμερα, αυτή η ζώνη εκτείνεται από περίπου 30 μοίρες βόρεια έως 40 μοίρες νότια. Η εκδοχή του Μειόκαινου ήταν μια σκιά της - που ταιριάζει με μια προηγούμενη μελέτη που διαπίστωσε ότι ο ανατολικός Ειρηνικός ήταν εκπληκτικά πλούσιος σε οξυγόνο στην ίδια ζέστη.
Οι ωκεανοί κάποτε συνδέθηκαν
Μια εξαφανισμένη πλωτή οδός το εξηγεί. Πολύ πριν ο Ισθμός του Παναμά αναδυθεί και ενωθεί με την Αμερική, μια μεγάλη θαλάσσια οδός χώριζε τις ηπείρους, αναμειγνύοντας τα νερά του Ειρηνικού και του Ατλαντικού στις τροπικές περιοχές. Υπήρχαν ανοιχτά νερά εκεί που βρίσκεται τώρα ο Παναμάς.
Με αυτό το πέρασμα ανοιχτό, η κυκλοφορία του ωκεανού ακολουθούσε διαφορετική διάταξη. Τα ρεύματα μετέφεραν θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο κατά μήκος διαδρομών που έκτοτε έχουν εξαφανιστεί, και αυτή η αναδιάταξη - όχι η θερμότητα της εποχής - είναι αυτό που η ομάδα υποψιαζόταν ότι οδήγησε στον ανομοιόμορφο χάρτη.
Η διάταξη των ηπείρων θεωρείται εδώ και καιρό ότι κατευθύνει το οξυγόνο των ωκεανών σε βάθος χρόνου, κάτι που είχε προηγουμένως αναφερθεί σε ξεχωριστή εργασία .
Αυτό έκανε το Μειόκαινο μια καθαρή δοκιμασία, καθώς η μεγαλύτερη διαφορά του από σήμερα ήταν η γεωγραφία και όχι το κλίμα.
Φουσάκια ωκεανού με χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο
Για να το προσδιορίσουν, η ομάδα κατασκεύασε ένα μοντέλο συστήματος της Γης, έναν ψηφιακό ωκεανό που θα μπορούσαν να επαναλάβουν σε οποιοδήποτε περιβάλλον. Προσάρμοσαν το διοξείδιο του άνθρακα και το πλάτος του θαλάσσιου αγωγού από έναν σύγχρονο κόσμο σε έναν Μειόκαινο.
Το μοτίβο έπιασε τη θέση του. Κάθε φορά που η θαλάσσια οδός άνοιγε, η ζώνη του Ειρηνικού τραβούσε προς τον ισημερινό, ενώ μια τεράστια τρύπα οξυγόνου διογκωνόταν στον τροπικό Ατλαντικό. Αυτή ήταν ακριβώς η τραμπάλα που κατέγραψαν τα κοχύλια.
Αυτό που ανέτρεψε την ισορροπία ήταν η πύλη, όχι η ζέστη. Ακόμα και με επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα χαμηλότερα από τα σημερινά, οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι η ανοιχτή θαλάσσια οδός από μόνη της ήταν αρκετή για να δώσει στον Ατλαντικό μια τρύπα οξυγόνου. Περισσότερο αέριο μόνο την βάθυνε.
Το μοντέλο έχασε κάποιες αιχμηρές άκρες, αλλά η μεγάλη εναλλαγή διατηρήθηκε σε κάθε εκτέλεση.
Γεωγραφία, όχι θερμότητα
Το άνοιγμα της πύλης φαίνεται να έκανε δύο πράγματα ταυτόχρονα. Ηρέμησε τη διαδικασία που τραβάει νερό φτωχό σε οξυγόνο μέσω του Ειρηνικού. Νεότερο, πλούσιο σε οξυγόνο νερό πλημμύρισε από όλη τη λεκάνη.
Στην πλευρά του Ατλαντικού, το πλούσιο σε οξυγόνο νερό που σήμερα βυθίζεται και αναζωογονεί τα βάθη δεν έφτασε ποτέ στη μέση της λεκάνης. Φαίνεται ότι εκεί έχουν συσσωρευτεί θρεπτικά συστατικά, τροφοδοτώντας τα μικρόβια που αφαιρούν το οξυγόνο από το νερό και αφήνοντας την τρύπα να φουσκώσει.
Αφαιρέστε εντελώς τη ζέστη και η τραμπάλα θα παραμείνει όρθια. Από μόνη της η γεωγραφία, ανακατευθύνοντας το πού βυθίζεται το νερό και πού συγκεντρώνονται τα θρεπτικά συστατικά, αποφάσιζε σε ποιον ωκεανό έλειπε οξυγόνο.
Μαθήματα από τους αρχαίους ωκεανούς
Το εύρημα επεκτείνεται πέρα από την ιστορία μιας λεκάνης. Οι ζώνες χαμηλού οξυγόνου μπορούν να μεταναστεύσουν από τη μία πλευρά του πλανήτη στην άλλη μόνο λόγω γεωγραφίας, με την θέρμανση να κάνει ελάχιστα περισσότερα από το να ωθεί τον επιλογέα. Ίδιο αέριο, διαφορετικός χάρτης.
Αυτό ανατρέπει ένα αγαπημένο εργαλείο στην επιστήμη του κλίματος, τη συνήθεια να ερμηνεύονται οι αρχαίες θερμές περίοδοι ως προαναγγελίες του μέλλοντος. Η εργασία που διεξήχθη μόνο στον Ειρηνικό είχε υπονοήσει ότι η θέρμανση μπορεί να μείωνε την απώλεια οξυγόνου των ωκεανών. Ο Ατλαντικός Ωκεανός του Μειόκαινου αφηγείται μια πιο σκοτεινή ιστορία.
Το νερό με χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο συρρικνώνεται εκεί που μπορούν να επιβιώσουν τα ψάρια και άλλα ζώα και καθορίζει την ποσότητα άνθρακα που θάβεται στον πυθμένα της θάλασσας. Γνωρίζοντας τι το προκαλεί, δείχνει ποιοι μοχλοί πρέπει να παρακολουθούμε. Ένα μάθημα από έναν ωκεανό μπορεί να μην ισχύει για τον επόμενο.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο Nature Communications .
Miocene ocean circulation shifted expansive oxygen deficient zones to the Atlantic-Janet E. Burke, Keyi Cheng, Andy Ridgwell, Donald E. Penman & Dalton S. Hardisty
https://www.nature.com/articles/s41467-026-73732-7
https://www.earth.com/news/the-atlantic-ocean-once-became-a-giant-low-oxygen-trap-due-to-its-geography/
