Veltihringrás Atlantshafsins veikist

Veltihringrás Atlantshafsins, AMOC, er að veikjast og rannsóknir benda til aukinnar áhættu á stigvaxandi hnignun hans. Það gæti haft umtalsverð áhrif á Íslandi þegar fram í sækir.

Veltihringrás Atlantshafsins, AMOC, er eitt mikilvægasta flutningskerfi hafsins og hefur mótað loftslag norðurhvels jarðar í þúsundir ára. Kerfið flytur heitt og salt yfirborðsvatn norður á bóginn og dregur kalt djúpsjávarvatn til baka til suðurs, og þessi stöðugi hringur gegnir lykilhlutverki í að jafna hitamun og tryggja stöðug veðurfarsmynstur yfir NorðurAtlantshafi. Án hringrásarinnar væri Evrópa mun kaldari og sveiflukenndari, og lífsskilyrði við norðanvert Atlantshaf hefðu tekið allt aðra stefnu.

Á síðustu árum hafa vísindamenn þó tekið eftir breytingum í bæði styrk og stöðugleika strauma, og samhljómur er meðal fjölmargra rannsókna um að AMOCveltihringrásin sé nú veikari en hún hefur verið um langt skeið. Þessi þróun kemur í ljós í seltu-, hitastigsog blöndunargögnum hafsins og samræmist reiknilíkönum sem vara við því að hætta á frekari hnignun muni aukast ef hlýnun jarðar heldur áfram.

Leitt hefur verið að því líkum að haldi losun koltvíoxíðs og annarra efna sem valda hnattrænni hlýnun áfram að aukast, verði 70% líkur á algjöru hruni straumsins en ef losunin helst óbreytt verði líkurnar 37%. Vendipunktinum, sem geri hrun AMOC óumflýjanlegt, verði mögulega náð innan nokkurra áratuga þó svo að hrunið sjálft yrði líklega ekki fyrr en 50 til 100 árum síðar og straumurinn dvínaði þá smám saman. Skyldi losunin minnka í samræmi við Parísarsamkomulagið verði nærfellt 25% líkur á falli straumsins.

Líkankeyrsla í fyrra sýndi fram á að vendipunktur, þar sem ekki fengist við neitt ráðið, gæti orðið innan nokkurra áratuga, jafnvel við hóflega losun CO2. Ísland gæti því verið í hlýnun allra næstu áratugi, hægja myndi á henni undir aldamót en eftir það tæki mjög að síga á ógæfuhliðina.

Talið er að fari AMOC yfir vendipunktinn muni hann smám saman deyja út á 50–100 árum. Mikil óvissa er í spám um hvort og hvenær slíkt rof yrði en fyrir liggur að hlýni um 2 gráður eða meira á heimsvísu stigmagnast líkurnar. Vísbendingar eru um að styrkur AMOC hafi minnkað um 15% frá árinu 1950. Um 2015 voru komin fram skýr merki um að hlýir hafstraumar sem streyma norður Atlantshafið væru að hægja á sér.

Hringrásin er mikilvæg

Til að skilja mikilvægi hringrásarinnar þarf að huga að því hvernig hún verður til og hvers vegna hún er viðkvæm. Þegar heitt og salt vatn flyst norður Atlantshafið kólnar það við nálægð pólanna og verður þéttara. Þyngdin veldur því að vatnið sekkur til botns og rennur til suðurs á miklu dýpi. Þetta sökkvunarferli heldur hringrásinni gangandi og tryggir að varmi berist norður til Evrópu. Með þessu móti dregur AMOC úr hitamun milli svæða og stuðlar að mildara loftslagi á norðanverðu Atlantshafi en ella væri.

Til að útskýra hrun AMOC nánar er átt við að djúpsjávarmyndun í Norðurhöfum gerist á þremur stöðum, í Labradorhafi, í Irmingerhafi og í Noregshafi. Þessi djúpsjávarmyndun er lykilþáttur sem heldur AMOC-hringrásinni gangandi. Djúpsjávarmyndun í Labrador og Irminger (hlutar af svaltempraða hringstreyminu, SPG) virðist viðkvæmari og hefur truflast af og til á undanförnum áratugum, en alltaf farið í gang aftur. Varanleg stöðvun í Labrador og Irminger gæti dregið úr hlýnun, eða valdið kólnun, á Norður-Atlantshafi. Það færi eftir umfanginu hversu mikil áhrifin yrðu á Íslandi.

Í Noregshafi er líklegra að djúpsjávarmyndun haldi lengur áfram. Óljóst er hversu stöðugt það ferli er en stöðvist það líka þá dregur úr styrk AMOC á næstu áratugum til árhundruða. Þá gæti orðið veruleg kólnun á NorðurAtlantshafi.

Veltihringrásin er viðkvæm fyrir breytingum í hita og seltu. Þegar bráðnun Grænlandsjökuls eykst og meira ferskvatn berst út í hafið, verður yfirborðslagið eðlisléttara. Það sekkur síður og hægir þannig á þeim varmaflutningi sem hingað til hefur borið mildari strauma til norðurs. Ef þetta ferli heldur áfram gæti það leitt til þess að sökkvunarsvæðin veikist og jafnvel stöðvist, sem hefði víðtækar afleiðingar fyrir loftslag í kringum Norður-Atlantshaf.

Verði þessar breytingar á AMOCstraumnum myndi Golfstraumurinn ekki stöðvast heldur breyta um stefnu og hita Suður-Evrópu meira, en kæla Norður-Evrópu, sérstaklega Ísland, Noreg og Bretlandseyjar.

Kuldapollur skýrasta merkið

Eitt skýrasta yfirborðsmerkið sem bendir til hnignunar í AMOC er svokallaður kuldapollur suður af Íslandi. Um er að ræða hafsvæði sem hefur kólnað um meira en gráðu á meðan hitastig sjávar hækkar víðast hvar annars staðar í heiminum. Þessi kuldapollur samræmist líkönum sem gera ráð fyrir að minni varmaflutningar berist norður með hringrásinni, og vísindamenn hafa á síðustu árum fengið staðfestingu á að hann sé ekki tímabundin skekkja heldur stöðugt mótað mynstur sem samsvarar veikari veltihringrás.

Kuldapollurinn hefur bæði staðbundnar og víðtækar afleiðingar. Hann hefur mótað vetrarhita á Íslandi og virðist tengjast aukinni úrkomu og snjókomu á tímabilum. Jöklar virðast einnig bregðast við þessum sveiflum, þar sem rýrnun jókst skarpt um miðjan tíunda áratug síðustu aldar en dróst síðan tímabundið saman í takt við kólnun kuldapollsins um 2010. Rannsóknir á hafrænu næringarkerfi benda jafnframt til að kuldapollurinn geti haft áhrif á blöndun sjávar og þar með á frumframleiðni í hafinu, sem er grunnur fæðukeðjunnar.

Óvissan um vendipunkt

Stærsta spurningin sem vísindamenn glíma við er hvort AMOC sé aðeins að veikjast eða hvort kerfið sé að nálgast vendipunkt þar sem breytingar verða óafturkræfar. Mörg hermilíkön benda, eins og áður kom fram, til þess að slíkur vendipunktur gæti orðið innan nokkurra áratuga ef hlýnun jarðar heldur áfram með sama hætti og hingað til. Sum þeirra gera ráð fyrir að jafnvel hófleg losun gróðurhúsalofttegunda geti valdið því að kerfið missi stöðugleika sinn og dragist verulega saman á tiltölulega skömmum tíma.

Önnur líkön sýna minni líkur á hruni á þessari öld, þótt þau spái áframhaldandi veikingu veltihringrásarinnar. Enn önnur líkön benda til að duttlungar náttúrulegra sveiflna geti verið meiri en áður var talið og að kuldapollurinn geti verið hluti slíkra sveiflna. Engu að síður benda nýjustu gögn til þess að jafnvel þótt náttúruleg sveifla spili nokkurt hlutverk, sé manngerð hlýnun sá drifkraftur sem hraðar öllu ferlinu.

Það sem gerir stöðuna flókna er að lofthjúpur og haf vinna saman á margþætta vísu. Þau bregðast hvort við öðru á ólíkum hraða og með ólíku móti. Þegar ferskvatn frá bráðnun jökla léttir yfirborð hafsins sekkur það síður og myndar stöðugt yfirborðslag sem hamlar blöndun, og þetta ferli getur sett af stað vítahring sem ýtir undir veikari sökkvun. Vísindamenn hafa varað við því að þegar tilteknu marki er náð breytist hringrásin hraðar en hægt er að stöðva með losunarsamdrætti. Þar liggur rót óttans við vendipunkt: ekki vegna þess að hrun sé endilega talið líklegt í bráð, heldur vegna þess að áhrifin væru gífurlega víðtæk ef af yrði.

Rannsóknir hníga í sömu átt

Á undanförnum árum hafa birst fjölmargar rannsóknir sem varpa ljósi á þróun AMOC með mismunandi nálgunum. Sumar þeirra byggja á samanburði hitagagna og seltuupplýsinga síðustu hundrað ára og sýna að aðeins þau líkön sem gera ráð fyrir veikari hringrás samræmast raunverulegum mælingum á hafinu. Slíkar rannsóknir benda jafnframt til þess að vatn djúpt í Norður-Atlantshafi eldist hraðar en áður, sem gefur til kynna slakari endurnýjun djúpvatns og minni sökkvun á norðlægum breiddargráðum. Eldra vatn merkir lélegri súrefnisflutning, verri blöndun og skýr merki um slakari nýliðun djúpvatns, sem er eitt af meginhlutverkum AMOC.

Niðurstöður gefa einnig til kynna að breytingarnar séu ekki samræmanlegar náttúrulegum sveiflum einum saman. Samþætting mæligagna og líkana sýndi að stóraukinn „vatnsaldur“ og vaxandi súrefnisnotkun (AOU, e. apparent oxygen utilization) passa fyrst og fremst við hlýnun af mannavöldum.

Aðrar rannsóknir, meðal annars frá Caltech og breska Met Office, telja þó að hrun AMOC á þessari öld sé ekki líklegt, þótt veiking geti orðið á bilinu 18–40% fyrir lok aldarinnar.

Þeir vísindamenn sem hafa verið hvað varfærnastir í spám sínum leggja áherslu á að mælingar á innstreymi hlýs Atlantshafssjávar sýni ekki afgerandi breytingar. En jafnframt viðurkenna þeir að hafið sé að breytast á annan hátt: ferskvatn við yfirborð hefur aukist og súrnun sjávar eykst stöðugt. Þá hafa rannsóknir frá UCL og öðrum háskólum bent á að djúpsjór á fyrri jökulskeiðum hafi haldið virkni sinni þrátt fyrir mikinn kulda og breytta hafísdreifingu. Slíkar niðurstöður benda til að hringrásin sé að sumu leyti þrautseig og geti lagað sig að breyttum skilyrðum. 

Samhliða þessu hafa umfangsmiklar greiningar í ritrýndum tímaritum varað við því að stöðugleiki hringrásarinnar sé að minnka. Vísbendingarnar keppa þannig sín á milli, en heildarmyndin eru engu að síður áhyggjuefni: kerfið er á niðurleið hvort sem það á eftir að hrynja eða ekki.

Áhrif á Ísland veruleg

Staða Íslands gerir landið að lykilpunkti í vöktun á AMOC. Landið stendur, bókstaflega, á mörkum heitra og kaldra hafstrauma. Hér er blöndun vatns frá Atlantshafi og Norður-Íshafi mikil og sökkvunarsvæði djúpsjávar nálæg. Þess vegna koma breytingar í hringrásinni fyrr fram hér en víða annars staðar.

Veiking AMOC gæti haft áhrif á vetrarhita, úrkomu og tíðni lægða á Íslandi. Áhrifin gætu komið fram í styttri og svalari sumrum, meiri líkum á skörpum kólnunarárum og aukinni sveiflukenndri tíðni vetrarlægða. Slíkar breytingar myndu hafa stórfelld áhrif á allt líf í landinu. Hafís gæti einnig nálgast Ísland oftar en undanfarna tvo áratugi.

Ef AMOC veikist frekar getur kalt yfirborðsvatn borist sunnar en áður og vaxandi hafísjaðar náð nær siglingaleiðum.

Vísindamenn telja jafnframt að breytingar í höfum geti haft áhrif á fiskgengd. Spurningin er ekki aðeins hvort hitastig lækki eða hækki heldur hvernig næringarflutningar í hafinu breytast þegar blöndun minnkar. Yfirborð sem verður ferskara verður einnig stöðugra og heldur næringarefnum frá ljósríkum efri lögum. Slíkt getur dregið úr frumframleiðni, sem hefur keðjuverkandi áhrif á dýrasvif, loðnu og stærri nytjafiska. Breytt samsetning fæðugrunns getur valdið sveiflum í stofnstærðum og haft áþreifanleg áhrif á sjávarútveg.

Stjórnvöld á Íslandi hafa á undanförnum árum bent á að þróun AMOC hafi raunverulegt þjóðaröryggisgildi. Truflun á hafstraumum gæti haft áhrif á allt frá orkuöflun til aðfangakeðja og efnahagslegs stöðugleika. Það er í þessu samhengi sem Ísland þarf að fylgjast sérstaklega vel með þróuninni og byggja upp viðbúnað sem miðast við fjölbreytilegar sviðsmyndir, allt frá hægri hnignun til hraðari breytinga.

Splunkuný skýrsla

Skýrslan A Nordic Perspective on AMOC Tipping kom út í byrjun mánaðarins. „Meginatriði skýrslunnar eru að veltihringrásin (AMOC) mun líklega hægja á sér á öldinni. Þessi samdráttur getur síðan leitt til þess að veltihringrásin stöðvist, fyrst sá hluti hennar sem myndar djúpsjó suðvestan við landið, og síðar sá hluti sem er norðaustan við landið. Vitað er að hlýnun jarðar eykur líkurnar á því að þetta gerist en ekki er vitað við hvaða mörk hlýnunar þessi atburðarás verður óstöðvandi,“ segir Halldór Björnsson, fagstjóri veðurs og loftslags hjá Veðurstofu Íslands, og einn höfunda skýrslunnar, í samantekt sem birtist á Veðurstofuvefnum vedur.is

„Mat á þeim mörkum liggur á bilinu 1,4 - 8 °C hnattrænnar hlýnunar. Eins er ekki vitað hversu hratt hringrásin stöðvast, mat á því nær frá 15 árum til 300 ára. Atburðarás sem þessi myndi líklegast gerast á næstu öld þó að ekki sé hægt að útiloka að hún hefjist fyrr. Líkurnar eru óþekktar en skýrslan rekur mögulegar afleiðingar fyrir Norðurlöndin, bæði hvað varðar vistkerfi í sjó og efnahag. Í verstu sviðsmyndum eru afleiðingarnar mjög neikvæðar. Þó að óvissa um mögulegt hrun AMOC sé mjög mikil má draga verulega úr líkum þess með því að takmarka losun gróðurhúsalofttegunda. Skýrslan tekur því undir ákall 44 loftslagsvísindamanna sem afhent var Norrænu ráðherranefndinni á Arctic Cirle árið 2024 að Norðurlönd beiti sér fyrir áköfum samdrætti í losun gróðurhúsalofttegunda,“ segir Halldór enn fremur.

Getum ekki stungið höfðinu í sandinn

Áhyggjur vegna hruns eða verulegrar hnignunar veltihringrásar Atlantshafsins (AMOC) hafa aukist jafnt og þétt á undanförnum árum, og í íslenskri og norrænni umræðu hefur þessi þróun fengið aukna þýðingu sem þjóðaröryggismál. Í grein sem birtist á visir.is og í Dagens Nyheter síðla janúarmánaðar skrifuðu Jóhann Páll Jóhannsson umhverfis-, orku- og loftslagsráðherra og Johan Rockström, forstjóri Potsdam Institute for Climate Impact Research, ítarlega um þessa vá. Þetta markar eitt af skýrustu viðvörunarmerkjunum sem stjórnvöld hafa gefið út um málið.

„Íslendingar kannast flestir við Golfstrauminn sem er hluti hafstraumakerfis í Norður-Atlantshafi og gegnir lykilhlutverki í að gera Ísland byggilegt“, segir í grein Jóhanns Páls og Rockströms. Þeir lýsa hnignun AMOC sem sé „ein alvarlegasta ógnin sem við stöndum frammi fyrir vegna loftslagsbreytinga“, og bæta við að „áhættan á hruni AMOC og geigvænlegum afleiðingum þess er þegar orðin óásættanlega mikil“.

Jóhann Páll og Rockström vara einnig við því að áhættan sé samfélagsleg, efnahagsleg og vistfræðileg: „Um sé að ræða áhættu sem ógni langtímaöryggi þjóða.“ Þeir hvetja Norðurlönd til að efla samstarf sitt og byggja upp „sterk og samþætt kerfi til eftirlits, vöktunar, líkanagerðar og viðbúnaðar“ vegna breytinga á AMOC og öðrum vendipunktum loftslagsins.

Á meðan stjórnvöld hnykkja á mikilvægi viðbúnaðar hafa vísindamenn lagt fram sífellt alvarlegri vísbendingar. Stefán Rahmstorf, einn fremsti hafeðlisfræðingur Evrópu, hefur ítrekað varað við þróuninni og segir hann niðurstöður rannsókna vera „sláandi“ og að hrun yrði „katastrófa fyrir Ísland og önnur Norðurlönd“. Hann bendir á að hafsvæðið suður og suðvestur af Íslandi sé „eina svæðið á jörðinni sem hefur kólnað frá 19. öld,“ og að það sé „sterk vísbending um minnkandi varmaflutning norður á bóginn“. Rahmstorf metur áhrif mögulegrar veikingar þannig að „vetrarhiti á Íslandi yrði allt að 9 °C lægri en nú og við strendur Noregs gæti hiti lækkað um 20°C“, auk þess sem fiskgengd og landbúnaður á norðurslóðum gætu tekið miklum breytingum.

Áslaug Geirsdóttir, prófessor við jarðvísindadeild Háskóla Íslands, er á meðal þeirra sem hafa rannsakað kuldapollinn sunnan við Ísland og tengsl hans við veikari AMOC. Hún sagði í umfjöllun Bændablaðsins um AMOC árið 2024 að „bæði hermanir og mælingar á styrkleika AMOC benda til að um staðbundinn kaldan blett sé að ræða í hafinu sunnan við Ísland í dag,“ og útskýrir að „mælingar benda til að þessi kaldi blettur sé afleiðing af veikari styrk AMOC“. Hún varar við því að ef veikingin heldur áfram gætu „sumur [orðið] styttri og kaldari, minni spretta og auknar líkur á kali og jarðvegsrofi,“ og að slíkt hefði „slæm áhrif á vistkerfi hér á landi“. Ef hringrásin stöðvast alfarið yrði, að sögn Áslaugar, „áberandi kólnun yfir norðanverðu N-Atlantshafi … hafís ykist stórlega … [og] jöklar myndu áfram ganga fram og magna hitalækkunina.“

Þrátt fyrir gagnrýni sumra vísindamanna á „dramatískar“ sviðsmyndir er ljóst af þessum samhljómi orðræðu stjórnvalda og leiðandi sérfræðinga að hnignun AMOC er talin raunveruleg og að áhrifin fyrir Ísland gætu orðið djúpstæð. Grein Jóhanns og Rockströms endar á skýru ákalli: að nálgast hættuna með ábyrgð og alvöru og að líta á viðbúnað ekki sem hræðsluáróður, heldur sem skynsamlega stefnumótun „á tímum loftslagsvár“.

Þöggun eða það að stinga höfðinu í sandinn og láta sem þetta sé ekki að gerast er sem sagt ekki valkostur.