Nuova ricerca pubblicata su Comunicazioni Natura Terra &Ambiente utilizza i dati di due stazioni idrografiche sostenute nell'oceano aperto nell'Oceano Atlantico settentrionale vicino alle Bermuda per dimostrare i recenti cambiamenti nella fisica e nella chimica degli oceani dagli anni '80. Lo studio mostra la variabilità decennale e la recente accelerazione del riscaldamento superficiale, salinificazione, deossigenazione, e variazioni di anidride carbonica (CO ₂ )-carbonato che guida l'acidificazione degli oceani.

Lo studio ha utilizzato set di dati da Hydrostation 'S' e dai progetti Bermuda Atlantic Time-series Study (BATS) presso il Bermuda Institute of Ocean Sciences (BIOS). Entrambi sono guidati dal professor Nicholas Bates, Scienziato senior del BIOS e investigatore principale dei progetti (PI), e Rod Johnson, Assistente scienziato BIOS e co-PI dei progetti. Insieme, queste serie temporali rappresentano le due registrazioni continue più lunghe di dati dall'oceano aperto globale.

"I quattro decenni di dati di BATS e Hydrostation 'S' mostrano che l'oceano non cambia in modo uniforme nel tempo e che il pozzo di carbonio oceanico non è stabile negli ultimi tempi con variabilità da decennio a decennio, " ha detto Bates.

Dei due siti, Hydrostation 'S' è la più antica, situato a circa 15 miglia (25 km) a sud-est delle Bermuda e costituito da ripetute osservazioni idrografiche bisettimanali della temperatura, salinità, e ossigeno disciolto condotto attraverso la colonna d'acqua dal 1954. Il sito di Bermuda Atlantic Time-series Study (BATS) si trova a circa 50 miglia (80 km) a sud-est delle Bermuda. Consiste in un campionamento mensile della fisica, chimica, e la biologia dell'intera colonna d'acqua dal 1988. I set di dati dello studio rappresentano più di 1381 crociere verso Hydrostation "S" dal 1954 al 2020 e più di 450 crociere verso BATS dal 1988 alla fine del 2019.

I risultati hanno mostrato che, negli ultimi 40 anni, le temperature superficiali nel Mar dei Sargassi sono aumentate di 0,85 +/- 0,12oC, con l'aumento delle temperature superficiali estive ad un tasso più elevato rispetto all'inverno. Inoltre, inverno ( <22°C) lo stato dell'oceano si è accorciato di quasi un mese, mentre la stagione estiva (con acque più calde di 25°C) si è allungata. Durante lo stesso periodo, anche la salinità superficiale è aumentata di ~ 0,11 +/- 0,02. È importante sottolineare che questi dati mostrano evidenza di variabilità decennale; però, nell'ultimo decennio (2010-2019), si è verificato un rapido riscaldamento di 1,18°C e una salinificazione di 0,14.

I dati mostrano anche un trend di diminuzione dell'ossigeno disciolto (DO) nel Mar dei Sargassi a partire dagli anni '80, che rappresenta una perdita del ~2% per decennio. Dato il riscaldamento oceanico osservato nel Mar dei Sargassi, i ricercatori stimano che l'impatto del riscaldamento sulla solubilità del DO avrebbe probabilmente contribuito a circa il 13% del declino totale del DO negli ultimi 40 anni. La restante deossigenazione (~87%) deve essere il risultato dell'effetto combinato dei cambiamenti nella biologia e nella fisica oceanica.

I dati delle serie temporali BATS e Hydrostation 'S' consentono il rilevamento diretto del segnale di acidificazione dell'oceano nelle acque superficiali dell'Oceano Atlantico settentrionale. L'intervallo di pH tipico delle acque superficiali negli anni '80 variava da massimi invernali di ~8,2 a minimi estivi di ~8,08-8,10, con l'oceano che rimane attualmente leggermente alcalino (~7,98-8,05). Il tasso di variazione del pH è ~0,0019 +/- 0,0001 anno-1, che è un tasso più negativo di quanto riportato in precedenza e rappresenta un aumento del 20% della concentrazione di ioni idrogeno dal 1983. Questi cambiamenti sono stati accompagnati da aumenti significativi di carbonio inorganico disciolto e CO ₂ e diminuisce negli stati di saturazione sia della calcite che dell'aragonite.

"In quarant'anni, CO . acqua di mare ₂ -le condizioni della chimica dei carbonati sono ora alterate oltre i cambiamenti chimici stagionali osservati negli anni '80, " Johnson ha detto. "La modifica della CO . dell'acqua di mare ₂ -la chimica dei carbonati continuerà con la futura CO . antropogenica ₂ emissioni».

Le osservazioni al largo delle Bermuda rivelano le sostanziali variazioni decennali ed evidenziano la necessità di dati a lungo termine per determinare le tendenze in altre proprietà fisiche e biogeochimiche dell'oceano, in particolare quando si collegano le misurazioni locali ai cambiamenti della scala del bacino. I dati a lungo termine sulla chimica e la fisica dell'oceano da siti di serie temporali come Hydrostation 'S' e BATS forniscono osservazioni assolutamente necessarie e senza precedenti che, quando accoppiato con modelli oceano-atmosfera, consentire una comprensione più completa dei fattori trainanti del ciclo globale del carbonio.