Οι αλλαγές στη χημεία των ωκεανών δείχνουν πώς η στάθμη της θάλασσας επηρεάζει τον παγκόσμιο κύκλο άνθρακα
Το GCC είναι ένα κρίσιμο μέρος του τρόπου με τον οποίο το κλιματικό σύστημα της Γης ρυθμίζει τη θερμοκρασία και αποτελεί σημαντικό τομέα μελέτης για την κατανόηση των επιπτώσεων της ανθρώπινης δραστηριότητας, συμπεριλαμβανομένης της αύξησης του ατμοσφαιρικού CO2 στον πλανήτη. Ένα συγκεκριμένο στοιχείο ενδιαφέροντος για τους επιστήμονες είναι ο κύκλος θαλάσσιου άνθρακα:ο ρόλος που παίζουν οι ωκεανοί στην απορρόφηση και την απελευθέρωση του CO2 μεταξύ του νερού και της ατμόσφαιρας.
Κατά τη μελέτη του θαλάσσιου κύκλου άνθρακα, έχει θεωρηθεί ότι η συγκέντρωση επιφανειακού νερού διαλυμένου ανόργανου άνθρακα (DIC)-ο συνολικός άνθρακας στις ανόργανοι μορφές του που υπάρχουν στα θαλασσινά νερά-ρυθμίζεται κυρίως από την ανταλλαγή CO2 μεταξύ του επιφανειακού ωκεανού και της ατμόσφαιρας, με κάθε υπερβολικό άνθρακα και στη συνέχεια εξάγεται στον βαθύ ωκεανό. Οι αλλαγές στην περιεκτικότητα σε άνθρακα των ωκεανών-όπως τα αυξανόμενα επίπεδα διαλυμένου CO2 που προκαλούνται από τις εκπομπές που προκαλούνται από τον άνθρωπο-θεωρήθηκαν ότι επηρεάζουν κυρίως τα ανώτερα στρώματα του ωκεανού.
Ωστόσο, αυτή η κατανόηση βασίζεται στις σημερινές συνθήκες και ενδέχεται να μην διατηρεί μεγαλύτερα χρονοδιαγράμματα. Ο ωκεανός απορροφά επίσης το CO2 από την ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια της μακροπρόθεσμης διαδικασίας της καιρού και της διάβρωσης των πυριτικών ορυκτών στη γη. Αυτό το CO2 μεταφέρεται στον ωκεανό από τους ποταμούς και μία φορά στα ωκεάνια ύδατα, εξάγεται σταδιακά μέσω του βαθύ ωκεανού για να εναποτίθεται στον ωκεάνιο πάτωμα, όπου μπορεί να αποθηκευτεί για εκατομμύρια χρόνια.
Οι μεταβολές στην ποσότητα του CO2 που απορροφάται από τους ωκεανούς κατά τη γεωλογική ώρα μπορούν να προσδιοριστούν από τη σύνθεση ισοτόπων άνθρακα των αρχαίων θαλάσσιων ανθρακικών απολιθωμάτων, ειδικά εκείνων των θαλάσσιων πλαγκτονικών foraminifera, που δίνουν γνώση του διαλυμένου CO2 που διατίθενται σε θαλασσινά νερά όταν ζούσαν τα foraminifera.
Προηγούμενες μελέτες που βασίζονται στο ρεκόρ ισοτόπων ισοτόπων άνθρακα, πάνω από δεκάδες έως εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, η μακροπρόθεσμη αποθήκευση άνθρακα σε γη ή στο δάπεδο της θάλασσας έχει συνδεθεί με μεταβολές των συγκεντρώσεων ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα, με ζεστά κλίματα (υψηλό ατμοσφαιρικό CO2) που αντιστοιχούν σε υψηλά ποσοστά αποθήκευσης άνθρακα στην γη και το αντίστροφο.
Για πρώτη φορά, μια νέα μελέτη, με επικεφαλής τους επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον σε συνεργασία με κινεζικούς και πορτογάλους συναδέλφους, έχει συνδέσει άμεσα τις αλλαγές στα ανόργανα περιεκτικότητα σε άνθρακα των ωκεανών, συμπεριλαμβανομένων των βαθιών δεξαμενών, σε αλλαγές στη στάθμη της θάλασσας χρησιμοποιώντας καλά ημερομηνία θαλάσσιου ανθρακικού απολιθώματος από ωκεάνια ιζήματα που κατατέθηκαν κατά τα τελευταία 75 εκατομμύρια χρόνια. Η αναδημιουργία περιεκτικότητας σε άνθρακα διεξήχθη χρησιμοποιώντας μια νέα μέθοδο - το ανθρακικό ασβέστιο που συσσωρεύεται την παλαιοθερμετρία ισοτόπων - η οποία καθορίζει τη θερμοκρασία στην οποία κατακρημνίστηκαν τα αρχαία θαλάσσια ανθρακικά άλατα, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της ανόργανης περιεκτικότητας σε άνθρακα του βαθύ ωκεανού.
Διαπίστωσαν ότι όταν η στάθμη της θάλασσας ήταν χαμηλή, η ανόργανη περιεκτικότητα σε άνθρακα του ωκεανού μειώθηκε και αντίστροφα. Η συσχέτιση βρέθηκε να είναι πιο ξεχωριστή κατά τη διάρκεια περιόδων μακροχρόνιας υπερθέρμανσης του πλανήτη, υποδεικνύοντας ότι τα θερμότερα κλίματα, τα υψηλότερα ατμοσφαιρικά CO2, τα αυξημένα ποσοστά αποθήκευσης άνθρακα σε ηπειρωτικούς βράχους και η χαμηλότερη στάθμη της θάλασσας τείνουν να εμφανίζονται μαζί, αντανακλώντας μια ισχυρή σύνδεση μεταξύ των πολλαπλών συστατικών του συστήματος της γης υπό συνθήκες θερμοκηπίου.
Ο Δρ Lei Cheng από τις επιστήμες των ωκεανών και της γης στο Πανεπιστήμιο του Southampton, ο οποίος οδήγησε τη μελέτη, δήλωσε:"Τα ευρήματά μας αποκαλύπτουν ότι οι ανατροφοδότηση του κύκλου άνθρακα της Γης για τα γεωλογικά χρονοδιαγράμματα δρουν διαφορετικά ανάλογα με το παγκόσμιο κλιματικό υπόβαθρο και αυτές οι ανατροφοδοτήσεις ήταν πιο έντονες κατά τη διάρκεια προηγούμενων περιόδων. Αυτό έχει επιπτώσεις στη μελλοντική αλλαγή του κλίματος, διότι υπό την υπερθέρμανση του πλανήτη, το σύστημα της Γης είναι πιθανό να μετατοπιστεί σε κατάσταση υψηλής κλιματικής ευαισθησίας. "
