Il modello al computer è sufficientemente dettagliato da risolvere i vortici importanti per la circolazione oceanica. L'isola triangolare di Terranova, centro, si trova all'estremità orientale dell'area di studio, la foce del Golfo di San Lorenzo. Questo grafico mostra l'ossigeno in superficie, dove il rosso mostra più ossigeno. Credito:Mariona Claret/Università di Washington
Il Golfo di San Lorenzo si è riscaldato e ha perso ossigeno più velocemente di quasi qualsiasi altro luogo negli oceani globali. L'ampio, Il corso d'acqua biologicamente ricco nel Canada orientale drena i Grandi Laghi del Nord America ed è popolare tra i pescherecci, balene e turisti.
Un nuovo studio condotto dall'Università di Washington esamina le cause di questa rapida deossigenazione e la collega a due delle correnti più potenti dell'oceano:la Corrente del Golfo e la Corrente del Labrador. Lo studio, pubblicato il 17 settembre in Cambiamenti climatici naturali , spiega come il cambiamento climatico su larga scala stia già causando un calo dei livelli di ossigeno nelle parti più profonde di questo corso d'acqua.
"L'area a sud di Terranova è una delle regioni meglio campionate dell'oceano, " ha detto la prima autrice Mariona Claret, ricercatore associato presso il Joint Institute for the Study of the Atmosphere and Ocean dell'UW. "È anche una zona molto interessante perché è all'incrocio dove due grandi, le correnti su larga scala interagiscono."
L'agenzia canadese per la pesca ha monitorato l'aumento della salinità e della temperatura nella regione di St. Lawrence dal 1920. L'ossigeno è stato monitorato solo dal 1960, e la tendenza al ribasso è preoccupante.
"Le osservazioni nel Golfo di San Lorenzo mostrano un drammatico declino dell'ossigeno, che sta raggiungendo condizioni ipossiche, il che significa che non può supportare completamente la vita marina, " disse Claretto.
La Corrente del Golfo e la Corrente del Labrador si dividono entrambe vicino al Canale Laurenziano, un profondo canale all'interno del Golfo di San Lorenzo alimentato da entrambe le correnti. La Corrente del Golfo, a sua volta, è sensibile ai cambiamenti nella Circolazione del Capovolgimento Meridionale Atlantico. Credito:Mariona Claret/Università di Washington
È stato osservato che la diminuzione dell'ossigeno colpisce il pesce lupo dell'Atlantico, Claret ha detto, e minacciare il merluzzo atlantico, granchi delle nevi e halibut della Groenlandia che vivono tutti nelle profondità.
"Il calo di ossigeno in questa regione era già stato segnalato, ma ciò che non è stato esplorato prima era la causa sottostante, " disse Claretto, che ha svolto il lavoro mentre era alla McGill University in Canada.
La ricerca conferma un recente studio che mostra che, poiché i livelli di anidride carbonica sono aumentati nel secolo scorso a causa delle emissioni umane, la Corrente del Golfo si è spostata verso nord e la Corrente del Labrador si è indebolita. Il nuovo documento rileva che questo provoca più calore della Corrente del Golfo, acqua salata e povera di ossigeno per entrare nel St. Lawrence Seaway.
Il nuovo studio utilizza l'output del modello del laboratorio di fluidodinamica geofisica di NOAA, un modello informatico ad alta risoluzione che simula gli oceani del mondo con un punto dati ogni 8 chilometri (5 miglia). Questa simulazione ha richiesto nove mesi per essere eseguita utilizzando 10, 000 nodi computazionali:enormi, anche per gli standard dei modelli climatici globali.
Con questa precisione, cominciano ad apparire vortici e dettagli della costa che possono influenzare la circolazione oceanica. L'output del modello combinato con le osservazioni storiche mostra che quando i livelli di anidride carbonica aumentano, L'acqua della Corrente del Golfo sostituisce l'acqua del Mare del Labrador nelle parti più profonde del Golfo di San Lorenzo.
Le acque trasportate dalla Corrente del Labrador sono state agitate dalle tempeste nel Mare del Labrador, e così l'aria assorbita in superficie viene miscelata molto al di sotto della superficie. La Corrente del Golfo, però, è più stratificato in strati orizzontali stabili; lo strato superiore contiene ossigeno dall'aria sopra, ma l'ossigeno degli strati inferiori è stato consumato dalla vita marina. Cosa c'è di più, la Corrente del Golfo più calda è ugualmente densa a una profondità maggiore, così più profondo, più strati privi di ossigeno dalla Corrente del Golfo seguono lo stesso percorso di densità seguito dall'acqua vicina alla superficie ricca di ossigeno dalla Corrente del Labrador.
"Mettiamo in relazione un cambiamento di ossigeno sulla costa con un cambiamento nelle correnti su larga scala nell'oceano aperto, " disse Claretto.
Nel modello, lo spostamento della circolazione oceanica su larga scala che causa il riscaldamento e la deossigenazione nel Golfo di San Lorenzo corrisponde anche a un calo della circolazione di ribaltamento meridionale dell'Atlantico, un modello di circolazione oceanica noto per influenzare fortemente il clima dell'emisfero settentrionale.
"Essere in grado di collegare potenzialmente i cambiamenti costieri con la corrente di ribaltamento meridionale dell'Atlantico è piuttosto eccitante, " ha aggiunto Claretto.
L'analisi mostra che metà del calo di ossigeno osservato in profondità nel fiume San Lorenzo è dovuto solo all'acqua più calda, che non può contenere tanto ossigeno. L'altra metà è probabilmente dovuta ad altri fattori, come l'attività biologica nelle due correnti e all'interno del canale. Cosa accadrà dopo non è noto, ha detto Claret. I livelli di ossigeno nel St. Lawrence dipenderanno da questioni molto più grandi, lei disse, come quanta anidride carbonica gli esseri umani emetteranno nell'atmosfera nei prossimi decenni, e come risponderanno le correnti oceaniche su larga scala.