Meksikonlahdelta aina Pohjoiselle jäämerelle kulkee satojen kilometrien leveydeltä ja satojen metrien syvyydeltä lämmintä vettä. Etelän lämpö saapuu lämmittämään eloa pohjolassa. Mutta Golfvirtakaan ei ole ikuinen. Kahden tänä vuonna julkaistun Nature-tutkimuksen mukaan heikkenevä virta on hitaimmillaan jopa 1 600 vuoteen.
Heikkeneminen ei yllätä Ilmakehätieteiden instituutti INARin professori Petteri Uotilaa.
— Ilmastomallien avulla on ennakoitu, että ilmastonmuutos heikentää pitkällä aikavälillä Atlantin termohaliinista kiertoa.
Tieteellistä konsensusta peilaava IPCC:n viides arviointiraportti vuodelta 2013 piti jo Pohjois-Atlantin kierron heikkenemistä tällä vuosisadalla hyvin todennäköisenä. Viime vuosina on tehty havaintoja, jotka vahvistavat ennusteita. Sekin tiedetään, miten tämä tapahtuu. Jäätiköiltä sulaa makeaa vettä mereen.
— Kun runsaasti makeaa sulamisvettä tulee alueille, joilla raskas vesi vajoaisi pohjaan, suolapitoisuus laskee, vajoaminen ja kierto heikkenevät, Uotila sanoo.
KYLMÄÄ VETTÄ
Näin käy nyt Pohjois-Atlantilla. Satelliittikuvissa alue näyttäytyy ainoana pohjoisena kolkkana, joka kylmenee muiden alueiden lämmetessä.
— Tähän niin kutsuttuun subpolaariin pyörteeseen kulkeutuu Jäämereltä sulavaa merijäätä ja makeampaa vettä, etelästä lämmintä ja suolaista. Nyt kun makeaa vettä on tullut enemmän myös Grönlannin jäätiköistä, alue kylmenee ja kierto hidastuu.
Ilmastonmuutos voi hankaloittaa merten kiertoliikettä toisinkin tavoin. Nimittäin noin 90 prosenttia kaikesta lämmöstä, mitä ihmiskunta on lisännyt ilmakehään hiiltä polttamalla ja puita hakkaamalla, on imeytynyt meriin.
— Suurin osa tästä lämmöstä on pintavesissä. Meristä on tullut entistä kerrostuneempia, eivätkä pintavedet sekoitu syviin vesiin niin helposti. Tämä voi heikentää kiertoa, Uotila sanoo.
Veden tiheys vaikuttaa Golfvirtaan
Golfvirraksi kutsuttu lämmin merivirta on osa Pohjois-Atlantin termohaliinista kiertoa. Jotta lämmin voisi virrata pohjoiseen, vesimassojen on palattava etelään.
Kierto perustuu veden tiheyteen. Litra lämmintä vettä on keveämpi kuin litra kylmää. Tiheimmillään vesi on noin neljän asteen lämpöisenä. Lämpötilan lisäksi massaan vaikuttaa suolapitoisuus: suolainen vesi on tiheämpää kuin makea.
Golfvirran pohjoiseen kuljettama vesi on lämmintä ja suolaista. Jäähtyessään suolainen virta vajoaa pohjaan Pohjois-Atlantilla tai Labradorinmerellä ja aloittaa hitaan syvän paluunsa etelään.
13 000 VUOTTA SITTEN
Ajatus Golfvirran heikkenemisestä ei perustu vain tietokonesimulaatioihin. Ilmastonmuutos on heikentänyt virtaa ennenkin, eikä edes kovin kauan sitten.
Noin 13 000 vuotta sitten viimeisimmän jääkauden vetäytyessä jäätiköistä sulava ja Agassiz-jääjärvestä purkautuva kylmä ja makea vesi heikensi Pohjois-Atlantin kiertoa. Tuntuvasti kylmempää ajanjaksoa lämpenemisen keskellä kutsutaan nuoremmaksi dryaskaudeksi.
Nuoremman dryaksen jäähtyminen oli voimakasta ja nopeaa, joskin väliaikaista. Kesät muuttuivat lyhyiksi mutta lämpimiksi. Vastaavankaltaista pikaista kylmää kautta tuskin on kuitenkaan nyt luvassa.
— Erona on, että jäätiköt ovat nykyisin pienempiä ja sulavesiä vähemmän, joten Golfvirran heikentyminen on hitaampaa, elleivät jäätiköt sula äkisti. Toisaalta lämpeneminen on nyt nopeampaa kuin nuorempaa dryasta edeltäneellä Bølling-Allerød-kaudella, Uotila sanoo.
METAANIA MERENPOHJASSA
Katastrofielokuvassa The day after tomorrow vuodelta 2004 ilmastonmuutoksen seurauksena sulavat jäätiköt pysäyttävät Golfvirran ja saavat aikaan pyörremyrskyjä ja pikajääkauden.
Jääkausi ei kuitenkaan ole kulman takana, asiantuntijat vakuuttavat. Valtameritutkija Petteri Uotilan mukaan ilmasto lämpenee niin rivakasti, että plussalle jäädään, vaikka kierto hitaasti heikkenisikin.
Voisiko heikompi Golfvirta tarjota helpotusta hupeneville arktisille jäille? Uotilan mukaan ei: kierto heikkenee liian hitaasti verrattuna ilmakehän ja pintavesien lämpenemiseen.
Ilmastotutkija James Hansen on arvellut, että ilmaston nopea lämpeneminen yli 50 miljoonaa vuotta sitten saattoi johtua metaanipurkauksista. Lämpimien vesien vajoaminen oli mahdollisesti siirtynyt paikkaan, jossa merenpohjassa on metaania.
— Sääolotkin vaikuttavat siihen, missä kohdin Golfvirran tuoma lämmin vesi pohjoisessa vajoaa syvemmälle. On havaittu, että ilmaston lämmetessä Pohjois-Atlantin vedet ovat levittäytymässä Jäämerelle, ja Siperian mannerjalustassa on metaania pohjassa, Uotila sanoo.
— Silti metaanipurkausten uhka on pieni verrattuna merenpinnan nousuun tai muihin ilmastonmuutoksen todennäköisiin vaikutuksiin.
PARIISIN JÄLKEEN
Golfvirran heikentymiseen liittyvä kerrostuneisuus voi nopeuttaa lämpenemistä, jos lämmin vesi ei pääse vajoamaan. Meren kyky sitoa lämpöä heikkenee, millä saattaa olla vaikutuksia myös merten hiilinieluun.
— Meriin on sitoutunut lämmön lisäksi leijonanosa ilmakehään lisätystä hiilestä, ja syviin vesiin joutuessaan se varastoituu mitä todennäköisimmin hyvin pitkiksi ajoiksi. Tämäkin mekanismi voi heikentyä.
Kierron muutosten on arvioitu vaikuttavan paikallisesti myrskyihin, meren pinnan korkeuteen, tuuli- ja sääoloihin ja vaikkapa Miamin tulviin. Mitä enemmän Golfvirta heikkenee, sitä vaikeampi tulevaa on ennakoida. Golfvirran suhteen pätee sama kuin ilmastonmuutoksen seurauksiin ylipäätään: mitä voimakkaampi lämpeneminen, sitä epävarmempi tulevaisuus.
Suurin epävarmuus ei Uotilan mukaan kuitenkaan liity jäätiköihin, Golfvirtaan tai merenpinnan nousuun.
— Golfvirran tulevaisuus riippuu yhteiskunnasta. Meillä on Pariisin sopimus, mutta silti on epäselvää, mitä ilmastonmuutokselle aiotaan tehdä.
Ilmastonmuutos muuttaa kiertoa
Ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos hidastaa Pohjois-Atlantin kiertoa, koska pintavesien tiheys pohjoisessa pienenee. Jäätiköiden sulamisesta ja lisääntyneestä sadannasta johtuen pintavesiin sekoittuu yhä enemmän makeaa vettä. Vähemmän tiheä eli keveämpi vesi ei vajoa, joten kierto häiriintyy.
Artikkeli on julkaistu Yliopisto-lehden numerossa Y/05/18.
Yliopisto-lehti on kaikille tarkoitettu, monipuolinen tiedelehti Helsingin yliopistosta.
Tilaa ja rakastu tieteeseen.