Nytt klimaprosjekt - Pliocene Arctic Teleconnections (PACT)

Gjennom tidsperioden sen pliosen (3.6 til ~2.6  millioner år før nåtid)  antas det å ha eksistert en forbindelse mellom klimautviklingen i områder som ligger fjernt fra hverandre på jorda. Hensikten med prosjektet er å undersøke koblingen mellom klimaet, og særlig endringer i sjøisens utbredelse i Arktis, med monsunutviklingen i Asia (Det indiske hav, Det arabiske hav og områder vest for Australia).

Forskerne vil ha særlig fokus på en varmefase som fant sted for omlag 3.3 til 3.0 millioner år siden, og som kalles den midt-piasensiske varmefase ('the mid-Piacenzian warmth phase'). Temperaturen antas da å ha vært betraktelig høyere enn i dag, og det var mindre havis. Klimaet var sannsynligvis sammenlignbart med det som ifølge FNs klimapanel (Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC) er i ferd med å utvikle seg inn i nærmeste framtid.

Forskningsteam

Fra NGU deltar Jochen Knies, Soma Baranwal og Kari Grøsfjeld:

• Jochen Knies vil koordinere den faglige aktiviteten for Norge fra UiT.
• Soma Baranwal (post doc) deltok på tokt 356 i regi av International Ocean Drilling Project (IODP) i Det indiske hav vest for Australia. Hennes kompetanse er på foraminiferer (mikroskopiske organismer) og stabile isotoper. Dette skal blant annet bidra til å forstå variasjoner i innstrømming av varmt vann fra det Indonesiske stredet til sokkelområdet vest for Australia via Leeuwin strømmen.  Åpning og lukning av denne sjøveien gjennom tid kan settes i sammenheng med utviklingen av den australske monsunen. Guiliana Panieri (CAGE/UiT) er også en kapasitet på dette fagfeltet og vil bidra med sin erfaring.
• Kari Grøsfjeld har kompetanse innenfor marin palynologi (dinoflagellatcyster og akritarker). Hun skal studere mikroskopiske etterlevninger fra marint plankton i kjerner fra Arktis (Ocean Drilling Project (ODP) 911A og 910C). Disse kan fortelle om endringene i overflatevannet som havtemperaturer og utvikling av havis. Prosjektet vil også dra nyttte av Universitetet i Bergen sin kunnskap på den pliocene varmefasen (Stijn De Schepper, marin palynologi). Maja Sojtaric som er Kommunikasjonsrådgiver CAGE/UiT vil sørge for formidling av aktiviteten.

Andre deltagere fra Norge er Guliana Panieri og Maja Sojtaric fra CAGE/UiT. Indiske deltagere er Manish Tiwari, Rahul Mohan og Thamban Meloth fra den oseanografiske forskningsinstituttet NCAOR i Goa og Vandana Prasad og Anjum Farooqui fra det paleobotaniske instituttet BSIP i Lucknow. Kompetansen deres  (palynofacies, sporer og pollen og marine palynomorfer) vil blant annet gjøre det mulig å rekonstruere vegetasjonen på land. Manish Tiwari leder prosjektet for India. Fra England bidrar Alan Haywood og Simon Belt fra henholdsvis UoL og PU. Simon Belt skal jobbe med nye metoder for rekonstruksjon av havis (såkalte lipidbiomarkører), mens Alan Haywood skal modellere klima og finne sammenhenger mellom klimautviklingen i  Arktis og de monsunberørte områdene i Asia.

Forskningsfokus

Klimaendringer i Polhavet er knyttet til endringer i sirkulasjonen i atmosfæren og havområdene. Havisutvikling er et resultat av både lokale forhold og fenomen i fjerntliggende områder. De sesongmessige endringer i den atmosfæriske sirkulasjonen og nedbøren er knyttet til asymmetrisk oppvarming av land og hav. Dette fører til årlige oversvømmelser og skred i India. Det er viktig å forstå prosessene som er opphav til disse. PACT skal studere hvordan slike endringene har foregått gjennom tid, og undersøke hvordan klimaendringer i en varmeepoke med antatt mye mindre sjøis enn i dag har sammenheng med  styrken og variasjoner i monsunen. For dette formålet vil det bli samlet inn data fra det fossile arkivet i Arktis. Disse skal hentes fra to ODP-kjerner (910C og 911A) boret på Yermakplatået, nord-nordvest for Svalbard i 1993. Prøvemateriale fra de asiatiske monsunberørte områdene er allerede samlet inn på to ekspedisjoner; IODP Expeditions 355 (Arabian Sea Monsoon) og 356 (Australian Monsoon) i 2016.

Et av formålene til ekspedisjon 356 var å samle inn data for å studere hvilken innflytelse det varme vannet (’West Pacific Warm Pool’) vest i Stillehavet har hatt vestover via den indonesiske gjennomstrømningen ('the Indonesian Throughflow' - ITF), og hvilken påvirkning den har hatt på monsunutviklingen. ITF er en viktig del av den globale havsirkulasjonen og har sterk innflytelse på det globale klimaet. ITF frakter varme fra det ekvatoriale Stillehavet (det såkalte Indo-Pacific Warm Pool) til Det indiske hav. Tektonisk deformasjon i det indonesiske øyriket har periodevis begrenset og omdirigert ITF.  Borkjernene er plassert direkte i strømningsforløpet til ITF, langs den passive marginen, nedstrøms for det tektonisk aktive område og vil kunne fange opp endringer i ITF. Et av ekspedisjonens mål er å kunne tidfeste utviklingen av ITF (med en tidsoppløsning på 5 millioner år). Dette vil også kunne bidra til å forstå både varmetransporten mot høyere breddegrader såvel som den klimatiske variasjonen i den australske monsunen. Et annet viktig fokus er å få bedre kontroll på alderen (kronostratigrafien) på avsetningene i de ulike områdene. 

De innsamlede data fra Arktis og de asiatiske monsunberørte områdene vil endelig bli inkorporert i en modell for å rekonstruere klimaet og finne sammenhengen mellom klimautviklingen i områdene. 

Til Bremen for å prøveta kjerner

Borkjernene (ODP 911A og ODP 910C) fra Yermakplatået i Arktis ble boret i 1993 og er lagret på et kjernelager (MARUM - Center of Marine Environmental Sciences) i Bremen i Tyskland. I desember drar en delegasjon til kjernelageret for å prøveta kjernene fra Yermakplatået for ulike formål.

Ideutveksling i Goa

I januar 2017 møtes prosjektmedarbeiderne for første gang hos NCAOR, som ligger i Vasco da Gama i Goa, for å legge strategi, diskutere og stimulere til få ut det beste potensialet for god forskning. 

Referanser

Kuhlbrodt, T., A. Griesel, M. Montoya, A. Levermann, M. Hofmann, and S. Rahmstorf, 2007: On the driving processes of the Atlantic meridional overturning circulation. Rev. Geophys., 45, RG2001, doi:10.1029/2004RG000166.

Ramage. C. 1971. Monsoon Meteorology. International Geophysics Series, vol. 15. San Diego, CA: Academic Press.