Pari kuukautta sitten raportoitiin, että veden kierto Atlantissa on hidastunut. Meille lämpöä tuova Golfvirta näyttää muuttuneen. Onko Pohjolaan luvassa kylmenevää? Nykytietojen perusteella ei.




Viime joulukuussa brittitutkijat raportoivat Nature-lehdessä, että vuosien 1957 ja 2004 välillä Pohjois-Atlantin virtaukset ovat muuttuneet. Heräsi kysymys, vaikuttaako muutos Euroopan lämpötilaan.

Virtauksia on seurattu 25. pohjoisen leveysasteen kohdalta. Golfvirta suuntaa pohjoiseen entisellä voimalla, mutta etelään paluussa on eroa: syvänveden virtaus on heikentynyt, pintaveden voimistunut. Tuolta leveysasteelta arvioituna vesimassojen kierto pinnan ja syvyyksien välillä on vaimentunut noin 30 prosenttia.
Voiko havainnot tulkita niin, että aiempaa suurempi osa Golfvirrasta kaartaakin jo meren keskeltä etelään ja että Golfvirran pohjoiset jatkeet ovat heikentyneet? Voiko Eurooppa viiletä ja Atlantti alkaa talvisin jäätyä? Tässä artikkelissa suomalainen asiantuntija vastaa.
Petri Riikonen


Sisältö jatkuu mainoksen alla

Meille lämpöä tuova Golfvirta näyttää muuttuneen.
Onko Pohjolaan luvassa kylmenevää? Nykytietojen perusteella ei.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Julkaistu Tiede-lehdessä 2/2006



Golfvirta on Pohjolan lämpöpatteri. Viime vuoden lopuksi saatiin tiedeuutisia, joiden mukaan patteri olisi kääntynyt pienemmälle ja vilu uhkaisi Pohjolaa. Ilmastomallit puolestaan ennustavat meillekin entistä lämpimämpää, kun kasvihuonekaasujen pitoisuus ilmakehässä kasvaa.

Onko johonkin malliin livahtanut ylimääräinen miinusmerkki, vai onko kyseessä koulukuntaero? Ongelman ydin piilee siinä, muuttuuko valtamerten ja erityisesti Pohjois-Atlantin merivirtojen kiertoliike ilmaston lämmetessä ja mikä vaikutus sillä on ilmastoon.

Nykyisin Pohjolassa on 5-10 astetta lämpimämpää kuin Sipe-riassa tai Alaskassa, vaikka alueet sijaitsevat samoilla leveysasteilla. Syy on selvä. Pohjolan länsipuolella on avoin valtameri, mistä länsituulet tuovat lämpöä pitkälle mantereen sisäosiin. Atlantin pohjoisimmat merialueet Labradorinmeri, Grönlanninmeri ja Norjanmeri pysyvät lähes jäättöminä koko talven, koska Golfvirta tuo niihin jatkuvasti lämpöä etelästä. Jos pohjoiset meri-alueet jäätyisivät, Pohjolan sääolot olisivat aivan toisenlaiset.


Lämpöä tulee liukuhihnalta

Valtamerien pysyvät virtausrakenteet ovat kuin liukuhihna, joka kuljettaa lämpöä. Virtoja pitävät yllä tuulet ja meriveden tiheyserot.

Pintavirtaukset, kuten Golfvirran, saa aikaan tuuli. Golfvirta on luotettava osa valtamerten liukuhihnastoa, sillä virta vähentyy tai muuttaa suuntaa ainoastaan, jos tuulet heikkenevät tai niiden suunta muuttuu, valtamerien muodot muuttuvat tai jääkansi peittää koko Pohjois-Atlantin. Kaikki nämä ovat aika epätodennäköisiä tapahtumia ihmiskunnan elinaikana.

Liukuhihnaston toinen osa on sekä vaaka- että pystysuuntaan kulkeva hidas termohaliininen kierto (kreikan sanoista thermē eli lämpö ja hals, suola). Kiertoa pyörittää neljä moottoria, jotka pumppaavat vettä valtamerten syvimpiin osiin. Nämä pumput sijaitsevat Grönlannin-, Labradorin-, Weddellin- ja Rossinmeressä.

Pumppujen toiminta perustuu jäähtyvän suolaisen veden vajoamiseen. Makea vesi on tiheimmillään neliasteisena, mutta merivesi on sitä tiheämpää, mitä kylmempää ja suolaisempaa se on. Kun pintakerroksen vesi muuttuu alempia vesimassoja tiheämmäksi ja painavammaksi, se alkaa vajota. Näin käy, kun tropiikin lämmin ja suolainen pintavesi saapuu pohjoiseen ja jäähtyy. Syntyy pystysuora virtaus, joka voi ulottua meren syvimpiin kerroksiin asti.

Kierto jatkuu siten, että Pohjois-Atlantin syvä vesi sukeltaa päiväntasaajan poikki kohti etelää ja matkaa aina Tyyneen valtamereen saakka. Siellä meressä on alueita, joista pintavesi virtaa pois eri suuntiin ja tilalle nousee vettä syvistä kerroksista. Näin Atlantista kulkeutuneet vesimassat vihdoin kumpuavat pintaan. Vesipartikkelilta tämä matka voi kestää jopa tuhansia vuosia, sillä valtamerien syvissä osissa virtaukset kulkevat hyvin hitaasti.
Pintaan päätyneet vesimolekyylit keräävät lämpöä tropiikissa, ja pikkuhiljaa pintavirtaukset kuljettavat niitä kohti Golfvirran alkulähteitä. Golfvirta kiidättää ne takaisin Pohjois-Atlanttiin lämmittämään Pohjolan viluisia kansoja.


Makeus hidastaa moottoreita

Vaikka Golfvirta on tuulten tuote, se voi heiketä, jos termohaliininen vajoaminen hiipuu Grönlannin- ja Labradorinmeressä. Vajoaminen nimittäin vahvistaa Golfvirran pohjoisia jatkeita: kun merivesi painuu pintakerroksesta syvemmälle, tilalle täytyy virrata vaakasuunnassa uutta.

Termohaliinisen kierron voimakkuus riippuu lämpötilasta ja suolaisuudesta. Pienikin muutos niissä voi järkyttää Pohjois-Atlantin kiertoliikettä.

Jos meren pintakerros makeutuu sateiden lisääntyessä ja jäätiköiden sulaessa, veden vajoaminen heikkenee ja moottorit hidastuvat.




Grönlannin jäätikkö on tallentanut kerroksiinsa ilmastohistoriaa usean sadan tuhannen vuoden ajalta. Jäätikön kairaukset ovat paljastaneet, että viime jääkauden lopusta nykyaikaan olot ovat muuttuneet hyppäyksittäin.

Tutkijoita askarruttaa erityisesti huomio, jonka mukaan ilmasto välillä kylmeni muutamassa vuosikymmenessä usealla asteella, aivan kuin jääkausi olisi ottanut uudelleen niskalenkin lämpökaudesta.
Varteenotettavin selitys on se, että jääkauden lopussa valtavat napajäätiköt ovat hetkellisesti poikineet suuret määrät jäävuoria tai jäätikköjärvet ovat purkautuneet äkillisesti mereen. Tämä on vienyt tehoa Pohjois-Atlantin lämpöpumpuista ja heikentänyt koko termohaliinista kiertoa.

Viime vuosituhansilta tunnetaan useita ajanjaksoja, jolloin ilmasto on ollut joko keskimääräistä lämpimämpi tai kylmempi. Poikkeavat jaksot olivat niin pitkiä, että ne muuttivat merkittävästi yhteiskuntaa. Lämpimät kaudet mahdollistivat viikinkien pysyvän asumisen Grönlannissa, viinin viljelyn Englannissa ja tammimetsien kasvun Länsi-Suomessa. Kylmien kausien aikana jäätiköt laajentuivat ja metsänrajat taantuivat. Tanskalaiset kulkivat jäitä pitkin saarien välillä ja pitivät jopa majataloa merijään päällä.

Mistä tällaiset lämmönvaihtelut aiheutuvat, on ilmastotutkimuksen kuumimpia kysymyksiä. Luultavasti osa muutoksista on ilmastosysteemin omaa ajoittaista heilahtelua ja osa johtuu auringon säteilyn ja tulivuoritoiminnan muutoksista. Oletettavasti myös Atlantin lämpöpumppujen toiminta heijastuu Euroopan ilmasto-oloihin tällä tavoin.




Syvät virtaukset heikentyneet

Todellisesta muutoksesta termohaliinisessa kierrossa saatiin näyttöä viime joulukuussa. Brittiläisen, Southamptonissa toimivan merentutkimuslaitoksen tutkijaryhmä kertoi Nature-lehdessä havainneensa, että virtaus on selvästi heikentynyt Atlantin keskisyvyyksissä.

Meren lämmönkuljetuksen selvittäminen on periaatteessa yksinkertaista. Tarvitaan vain laite, joka mittaa veden lämpötilaa ja suolaisuutta sekä virtauksen nopeutta. Toinen tapa on mitata meren lämpötilaa ja suolaisuutta CTD-luotaimella ja määrittää virtaukset sen perusteella, miten eripainoinen vesi on kerrostunut.

Käytännössä mittarein pystytään kuitenkin seuraamaan vain osaa valtameristä. Siksi merentutkijat ovat keskittyneet joihinkin liukuhihnaston erityisalueisiin. Yksi tärkeä paikka on Huippuvuorten ja Grönlannin välinen Framinsalmi, missä esimerkiksi suomalainen merentutkimusalus Aranda on tehnyt mittauksia osana kansainvälistä havainto-ohjelmaa.

Toinen merkittävä seuranta-alue sijaitsee 25. pohjoisen leveyspiirin varrella, missä on tehty mittauksia vuosina 1957, 1981, 1992, 1998 ja 2004. Juuri niiden perusteella Harry Brydenin johtama brittiryhmä osoitti, että pohjoisesta tuleva syvän veden virtaus on vaimentunut ja että termohaliininen kierto on kokonaisuudessaan heikentynyt 30 prosenttia.

Entä pintavirtaukset? Pohjoiseen virtaavassa Golfvirrassa ei 25. leveyspiirin kohdalla havaittu muutoksia, mutta saman leveyspiirin yli etelään palaava virran haara on voimistunut. Tarkoittaako tämä sitä, että virran pohjoiset jatkeet ovat vastaavasti heikentyneet ja lämmön kuljetus pohjoiseen on vähentynyt? Tällaisesta ei ainakaan nykytiedoin ole näyttöä.


Meillä lämpenee kuitenkin

Termohaliininen kierto on siis muuttunut, mutta vielä ei tiedetä, onko se luonnon omaa väliaikaista vaihtelua vai ilmastonmuutoksen pysyvämpää seurausta. Joka tapauksessa havainto sopii ilmastomallien ennusteisiin. Niiden mukaan valtamerten termohaliininen kierto heikkenee ilmaston lämmetessä.

Mitä termohaliinisen kierron heikkenemisestä seuraa? Ainakaan tähän mennessä kiertoliikkeen heikkeneminen ei ole kilpistänyt ilmaston lämpenemistä. Suomessa ilman keskilämpötila on noussut, lunta on entistä vähemmän, ja Itämeren jäätalvet ovat leudontuneet. Pohjoisempana Jäämeren jääpeite on pienentynyt.

Entä kun ilmastonmuutos etenee, voiko termohaliininen kierto heikentyä niin voimakkaasti, että Eurooppaa kohtaisi äkillinen jääkausi kuten katastrofielokuvassa The Day after Tomorrow? Ei ainakaan ilmaston mallintajien mielestä.

Kaikkien ilmastomallien ennusteiden mukaan Pohjois-Atlantin termohaliininen kierto heikkenee mutta Pohjolan ilmasto lämpenee silti, summasi eri malleja vertaillut Jonathan Gregoryn johtama kansainvälinen tutkijaryhmä Geophysical Research Letters -lehdessä viime vuoden puolivälissä. Samoin arvioitiin Tiede-lehden viime kevään ilmastonumerossa (ks. Voiko lämpeneminen häiritä Golfvirtaa, Tiede 4/2005, s. 38). Mallit ennustavat jääpeitteisen Jäämeren muuttuvan Itämeren kaltaiseksi, kesäaikaan sulaksi mereksi.



Jari Haapala on geofysiikan dosentti ja toimii tutkijana Merentutkimuslaitoksessa.
Ilmastonmuutoksesta tarkemmin: 10 kysymystä ilmastosta, Tiede 4/04, s. 29-40.
Teksti myös nettiarkistossa:
www.tiede.fi

Sisältö jatkuu mainoksen alla