Ontstaan van de sterkste oceaanstroom: hoe wind en continenten Antarctica beschermen

Een cruciale oceaanstroom die het klimaat van Antarctica reguleert, ontstond mogelijk pas toen continenten uit elkaar bewogen en winden zich aanpasten aan nieuwe zeewegen. Dat blijkt uit een recente studie gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

De Antarctische Circumpolaire Stroom transporteert vandaag de dag meer dan honderd keer zoveel water als alle rivieren op aarde samen. Deze stroom fungeert als een natuurlijke barrière die de Antarctische ijskap beschermt tegen warmte uit lagere breedtegraden. Een beter begrip van de oorsprong van deze stroom helpt wetenschappers om de relatie tussen huidige oceaandynamiek, het wereldklimaat en ijsvorming in Antarctica beter te doorgronden.

“Het is fascinerend om meer te weten te komen over deze stroom, hoe hij zich ontwikkelde en welke rol hij speelde in het klimaatverandering van die tijd,” aldus Hanna Knahl, paleoklimatoloog en promovendus aan het Alfred-Wegener-Institut in Duitsland. Zij is de hoofdauteur van de nieuwe studie.

De geboorte van een oceaanstroom

Ongeveer 34 miljoen jaar geleden onderging de aarde een ingrijpende klimaatverandering, bekend als de Eoceen-Oligoceen overgang. Tijdens deze periode daalde de hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer en koelde de planeet af. De tektonische platen in de Zuidelijke Oceaan bewogen uit elkaar, waardoor nieuwe en diepere waterwegen ontstonden zoals de Tasmaanse Poort en de Drake Passage. Deze waterwegen scheiden Antarctica van Australië en Zuid-Amerika.

Jarenlang speculeerden wetenschappers dat de uitlijning van deze nieuwe waterwegen, in combinatie met westenwinden, de vorming van de Antarctische Circumpolaire Stroom had kunnen stimuleren. “De exacte positie van de westenwinden en hun relatie tot de zeewegen moeten perfect op elkaar aansluiten,” aldus Knahl.

Om deze hypothese te testen, simuleerden Knahl en haar collega’s de omstandigheden van de vroege Oligocene Zuidelijke Oceaan met een gekoppeld model. Dit model omvatte oceaandynamiek, windpatronen, temperaturen, ijsgroei en neerslag. Het onderzoeksteam vergeleek deze simulaties met gegevens uit sedimentkernen van Antarctica en scans van de oceaanbodem.

De resultaten bevestigden dat westenwinden noodzakelijk waren voor de vorming van de Antarctische Circumpolaire Stroom. “De exacte positie van de westenwinden en hun relatie tot de zeewegen moeten perfect op elkaar aansluiten,” benadrukte Knahl.

Bevestiging van eerdere bevindingen

Joanne Whittaker, marien geofysicus aan de Universiteit van Tasmanië en niet betrokken bij de nieuwe studie, was medeauteur van een onderzoek uit 2015. Daarin werd al geopperd dat de uitlijning van westenwinden een rol speelde bij de vorming van de stroom. De nieuwe studie van Knahl biedt een geavanceerder model van de vroege Oligocene Zuidelijke Oceaan en vormt een belangrijke volgende stap in het onderzoek naar de oorsprong van de stroom, aldus Whittaker.

“Ze hebben uitstekend werk verricht door verschillende onderzoeken met elkaar te verbinden.”

Inzichten uit het verleden voor de toekomst

“Als je een model hebt dat in het verleden werkt, geeft dat vertrouwen dat het ook in de toekomst zal werken,” aldus Whittaker. Wetenschappers gebruiken vaak het gedrag van de aarde in het verleden om beter te begrijpen hoe aardsystemen zich in het heden of de toekomst kunnen gedragen.