600 jaar oud koraal onthult veranderingen in de Stille Oceaan sinds 1370

Het gigantische honingraatkoraal in Fiji hield het klimaat in de gaten, rapporteren JUAN PABLO D'OLIVO van de Universidad Nacional Autónoma de Mexico, ARIAAN PURICH van Monash University en JENS ZINKE van de Universiteit van Leicester

Een enkel koraal in Fiji dat meer dan 600 jaar oud is, heeft vastgelegd hoe de temperaturen in de Stille Oceaan tijdens zijn lange leven varieerden.

Lees ook: Wetenschappers ontdekken hittebestendige koralen die voor het oog verborgen zijn

Wetenschappers weten dat de Stille Oceaan door de eeuwen heen over het algemeen warmer is geworden, met hittegolven op zee wijdverbreide koraalverbleking de afgelopen jaren als gevolg van antropogene klimaatverandering. Maar er wordt gedacht dat er onderweg koelere en warmere jaren – en zelfs tientallen jaren – zijn geweest.

Het is natuurlijk moeilijk om veel over deze variabiliteit te weten, omdat er maar heel weinig doorlopende gegevens zijn die honderden jaren teruggaan.

Ons onderzoek, nu gepubliceerd in Wetenschap Advances, helpt deze lacunes op te vullen. We gebruikten een monster van een enkele, enorme Diploastrea heliopora koraal, ook wel bekend als honingraatkoraal. Dit ongewoon oude exemplaar werd in 1998 ontdekt en wetenschappers verzamelden er een monster van door erin te boren. We hebben dit monster nu geanalyseerd met behulp van moderne wetenschappelijke technieken.

We hebben dit lange koraalrecord gecombineerd met dat van andere koralen in de Fijische archipel om een ​​meesterlijke chronologie van de temperatuur in de Fijische wateren samen te stellen. Voor de periode sinds de jaren negentig hebben we voldoende gegevens van weerboeien, satellieten en andere instrumenten om hiermee te combineren.

Dit betekent dat het koraalrecord technisch gezien 627 jaar oud is en ons kan vertellen wat de zeetemperatuur rond Fiji was tussen de jaren 1370 en 1997. Het is het langste ononderbroken temperatuurrecord in zijn soort, waar dan ook in de tropische oceaan.

Koraal kan een venster op het verleden zijn

Grote koralen kunnen vele jaren leven en vormen voortdurend een skelet van calciumcarbonaat dat zich in lagen bovenop het oude skelet opbouwt. Het levende deel van het koraal beslaat slechts de bovenste paar millimeters. Naarmate er nieuwe lagen worden toegevoegd, wordt het oude skelet door het koraal verlaten, waardoor een overzicht van de omstandigheden uit het verleden achterblijft.

In het bijzonder hebben we gezocht naar de verhouding van twee elementen in het koraalskelet: strontium en calcium, die fungeren als maatstaf voor de zeewatertemperatuur.

Als er minder strontium in verhouding tot calcium in koraalskeletten is ingebouwd, betekent dit dat het water warm was toen het koraal leefde, en vice versa. We hebben deze elementen geanalyseerd met behulp van massaspectrometriemachines, die de elementaire samenstelling van materialen zelfs bij zeer lage concentraties kwantificeren.

Temperatuurgegevens uit het verleden van het koraal laten zien hoe klimaatpatronen zoals de interdecadale Pacifische oscillatie zijn door de eeuwen heen geëvolueerd en bieden een cruciale context voor het begrijpen van de huidige en toekomstige trends in het klimaat.

De Stille Oceaan is een belangrijke aanjager van klimaatvariabiliteit over de hele wereld. Het bekendste is dat de Stille Oceaan om de paar jaar van een El Niño- naar een La Niña-staat verschuift, wanneer temperatuurveranderingen in de oceaan leiden tot grote verschuivingen in de regenval en de ontwikkeling van cyclonen.

Maar zelfs deze cyclus is dat wel onder controle gehouden door de interdecadale oscillatie, die elke 15 tot 30 jaar een temperatuurverschuiving tussen de noordelijke, zuidelijke en tropische Stille Oceaan met zich meebrengt.

Moderne opwarming in context

Reuzenkeikoralen kunnen eeuwenoude verhalen bevatten over hun groeigeschiedenis of de chemische samenstelling van hun skeletten. Het koraal geeft bijvoorbeeld aan dat er tussen 1370 en 1553 een opmerkelijke warme periode was, toen de zee rond Fiji bijna net zo heet was als nu. Dit benadrukt hoe het klimaatsysteem in de Stille Oceaan op natuurlijke wijze varieert.

We kunnen ons koraal echter combineren met andere paleoceanografische gegevens van over de hele Stille Oceaan om een ​​groter beeld te krijgen. Wanneer we dit doen, ontdekken we dat de opwarming van de Stille Oceaan in de afgelopen eeuw grotendeels heeft plaatsgevonden toegeschreven aan door de mens veroorzaakte opwarming van de aarde, markeert een significante afwijking van de natuurlijke variabiliteit die in eerdere eeuwen werd opgetekend.

Terwijl sommige delen van de Stille Oceaan ooit warmer waren, terwijl andere een decennium of twee koeler waren vice versa, die relatie gaat kapot. De opwarming van de aarde is steeds meer gesynchroniseerd in de tropische en subtropische Stille Oceaan.

Dit betekent op zijn beurt grote verschuivingen regenval en droogte- en overstromingscycli, omdat regen vaak wordt gegenereerd doordat waterdamp wordt verdampt boven warmere zeeën.

Maar deze opwarming, gekenmerkt door een relatief klein verschil in oceaantemperaturen in de Stille Oceaan, is niet typerend voor de afgelopen zes eeuwen. Dit suggereert dat de opwarming van de Stille Oceaan sinds het begin van de 20e eeuw zou kunnen leiden tot ongekende veranderingen in de interdecadale oscillatie.

Implicaties voor het toekomstige klimaat

Het begrijpen van het langetermijngedrag van de interdecadale oscillatie in de Stille Oceaan is cruciaal voor het voorspellen van toekomstige klimaatveranderingen.

Onlangs andere studie op koralen in het Australische Great Barrier Reef en de Koraalzee eromheen toonden aan dat de riftemperaturen tijdens vijf recente koraalverblekingsgebeurtenissen de hoogste waren in de afgelopen 407 jaar. Het grootste rif ter wereld verkeert in groot gevaar.

Uit ons eigen werk blijkt dat de oceaan rond Fiji de heetste is in de afgelopen 653 jaar. Deze veranderingen kunnen leiden tot extremer weer, zoals langdurige droogtes of intensere tropische cyclonen, met aanzienlijke gevolgen voor de miljoenen mensen die in de regio wonen.

Onze studie laat zien waarom langlevende massieve koralen zo belangrijk zijn als archieven van klimaatveranderingen uit het verleden, maar dat hun toekomst in gevaar wordt gebracht door de opwarming van de oceaan. Het behoud van deze gigantische koralen is van cruciaal belang.

Heb je geen tijd om zoveel over klimaatverandering te lezen als je zou willen?
Ontvang in plaats daarvan ons bekroonde wekelijkse overzicht in uw inbox. Elke woensdag schrijft de milieuredacteur van The Conversation Imagine, een korte e-mail die wat dieper ingaat op slechts één klimaat kwestie. Sluit u aan bij de ruim 35,000 lezers die zich tot nu toe hebben geabonneerd.

Ook op Divernet: De koraalriffen van de wereld zijn groter dan we dachten..., Het afgelegen koraalrif in de Stille Oceaan is in staat om de opwarming van de oceaan het hoofd te bieden, 10 manieren waarop technologie koraal redt, Coral DNA onthult wie de papa is