Nordatlanten er en del af det globale ocean og er tæt forbundet med atmosfæren og biogeosfæren, samtidig med at det spiller en vigtig rolle for klimaet, livet og økonomien.

Oceanets cirkulation er afgørende for modereringen af Vesteuropas klima. Det letter også den globale kulstofcyklus, da dannelsen af dybt vand i Nordatlanten er ansvarlig for fjernelsen af store mængder CO2 fra atmosfæren. Havets randområder er hjemsted for blomstrende økosystemer.

Det nordlige Atlanterhav er imidlertid i stigende grad truet af menneskelige aktiviteter. Dette udgør en af de største udfordringer, som vores samfund står over for i de kommende årtier.

Oceancirkulationsforskning

Nordatlanten udgør et kritisk led i den globale havcirkulation, idet lokalt overfladevand synker og danner det dybe havtransportør.

NIOZ er vært for et observationsnetværk for havene til undersøgelse af dybvandsdannelsen. Det omfatter en række fortøjninger i Irmingerhavet mellem den sydlige spids af Grønland og Island.

I dette område har det vist sig, at vinterkonvektion af afkølet overfladevand til dybere lag bidrager til at skabe vertikal opblanding og varmetransport i havet. Ændringer i cirkulationen påvirker også de opløste bestanddele og indirekte de organismer, der lever i disse vandmasser.

Oceanets overfladeproduktivitet

I det nordøstlige Atlanterhav findes der en geografisk gradient fra syd til nord, fra et stærkt og permanent stratificeret system i de (sub)tropiske områder til et sæsonbestemt stratificeret system i de tempererede områder. Denne gradient er et ideelt system til at undersøge, hvordan produktiviteten og sammensætningen af mikrobielle samfund påvirkes.

Oceanernes klimamodeller forudsiger øget stratificering, hvilket øger næringsstofbegrænsningen og dermed en ændring af fytoplanktonsamfundet i retning af mindre arter. Der forventes en reduceret primær produktivitet og ændringer i andelen af græsning fra zooplankton og viral lysis i forhold til tab af fytoplankton. Om græsning eller viral lysis er den dominerende tabsfaktor vil være afgørende for strømmen af kulstof og næringsstoffer gennem fødekæden, enten til de højere trofiske niveauer (græsning) eller til opløst organisk materiale og øget aktivitet i det mikrobielle kredsløb (viral lysis).

De foreløbige resultater fra NIOZ-forskningen viser, at viral lysis og græsning generelt er omtrent lige vigtige. Andelen af viral lysis steg dog med stratificeringen mod subtropiske områder, hvilket tyder på et mere regenerativt system. Denne situation forventes at blive udvidet til nordligere breddegrader, når stratificeringen øges som følge af opvarmning af havets overflade. Dette vil til gengæld også få konsekvenser for økosystemerne i dybhavet.

Økosystemer i dybhavet

I modsætning til den almindelige opfattelse er de dybere dele af Nordatlanten hjemsted for unikke, blomstrende økosystemer, herunder koldvandskoralrev, svampegrunde og hydrotermiske vent-samfund.

NIOZ-undersøgelser viser, at disse økosystemer trives på store dybder i det mørke og kolde hav, hvor fødeudbuddet er begrænset.

Økosystemer i dybhavet er ikke kun kendetegnet ved høj biodiversitet og biomasse, der giver levesteder for en bred vifte af hvirvelløse dyr og fisk, men udgør også brændpunkter for kulstofmineralisering. Koldvandskoraller og -svampe danner revsystemer, der er lige så store som tropiske rev. Det er enestående, at de lever uden lys og er afhængige af primærproduktiviteten i overfladehavet for deres fødeforsyning.

Oceanets kemi

Oceanets cirkulation bestemmer også tilgængeligheden af næringsstoffer i overfladelaget og dermed den biologiske produktivitet. Livet i havet er afhængigt af forekomsten af næringsstoffer og sporstoffer, hvilket påvirker hele økosystemers funktion.

NIOZ deltager i store projekter i Nordatlanten som GEOTRACES, hvis formål er at identificere processer og kvantificere de strømme, der styrer fordelingen af vigtige sporstoffer og isotoper i havet. Det ultrarene vandprøvetagningssystem PRISTINE blev udviklet i tæt samarbejde med vores NMF-afdeling for at sætte forskerne i stand til at måle de ultralette koncentrationer af spormetaller, der forekommer i mange områder af havene.

Floder og smeltende havis kan berige havet med næringsstoffer og spormetaller. Saharastøv, der transporteres over store afstande gennem atmosfæren med de havgående passatvinde, er også et potentielt gødningsstof for havet. NIOZ sporer støv, der stammer fra Sahara-ørkenen, på tværs af hele Atlanterhavet med en transatlantisk række af fortøjet udstyr.

Palæoceanografi

NIOZ arbejder også med analyse af dybhavssedimentkerner for at rekonstruere den geologiske fortid.

I dag indeholder de dybeste dele af vores oceaner ilt nok til at understøtte en stor mangfoldighed af store dyr. Men i fortiden har det været anderledes, da der herskede forhold som i Sortehavet med et udbredt anaerobt bundvandslag. Hvad var årsagen til sådanne vendepunkter, og hvilke konsekvenser havde det for CO2-niveauet i atmosfæren og klimaet?

På istids-interglaciale tidsskalaer har Nordatlanten spillet en vigtig rolle som modulator af klimaændringerne ved forskelle i varmetransport og dannelse af dybt vand. Undersøgelser af arkiver med høj opløsning fra den sidste istid har vist, at hurtige ændringer i den nordatlantiske cirkulation har påvirket klimaet globalt.