De zogenoemde AMOC heeft in de afgelopen eeuw aan stabiliteit ingeboet. En mogelijk stevenen we nu af op een kantelpunt, wat ingrijpende gevolgen kan hebben voor het (Europese) klimaat.

De ‘Atlantic Meridional Overturning Circulation’ – of kortweg AMOC – is één van de belangrijkste circulatiesystemen van onze planeet. Wetenschappers hebben echter al eerder de noodklok geluid. Want deze Atlantische waterpomp is in de afgelopen 1000 jaar nog nooit zo zwak geweest als nu. In een nieuwe studie namen de onderzoekers de ontwikkelingen wederom grondig onder de loep. En dat leidt tot nieuwe, vrij zorgwekkende ontdekkingen.

Meer over de AMOC
De Atlantic Meridional Overturning Circulation is een systeem van oceaanstromingen waartoe ook de bekende Warme Golfstroom behoort. Deze stromingen voeren warm water vanaf de evenaar naar het noordelijke deel van de Atlantische Oceaan. Daar geeft het water die warmte af aan de atmosfeer en zorgt er zo voor dat West-Europa verwarmd wordt. Door de afgifte van die warmte, houd je koud water over. Dat zakt naar grotere diepte en reist vervolgens helemaal naar Antarctica, om vervolgens weer in de tropen te belanden, waar het verhaal weer van voor af aan begint. Het systeem transporteert zo bijna 20 miljoen kubieke meter water per seconde en oefent flinke invloed uit op het West-Europese klimaat, maar beïnvloedt ook het wereldwijde weersysteem.

Je zou de AMOC als een soort hartslag kunnen zien, die in constant tempo water rondpompt. Maar in de afgelopen eeuw is deze wereldwijde hartslag afgenomen en vertraagd tot een snelheid die in meer dan een millennium niet is gezien. Eerder toonden onderzoekers al aan dat het machtige systeem van oceaanstromingen in ieder geval de laatste decennia niet meer stabiel is. Zo zou het water dat de AMOC rondpompt sinds de jaren vijftig van de vorige eeuw zo’n 15 procent trager zijn gaan stromen. Omdat de AMOC zo’n grote invloed uitoefent op weersystemen, zou een mogelijke ‘hartstilstand’ ernstige gevolgen kunnen hebben.

Kritieke drempel
De vraag is dus wat de toekomst brengt. “We weten uit enkele computersimulaties en gegevens uit het verleden van de aarde dat de AMOC naast een sterke stroming ook aanzienlijk zwakker kan stromen,” legt onderzoeker Niklas Boers uit. “Dit betekent dat abrupte overgangen tussen de twee circulatiewijzen in principe mogelijk zijn.” Tot nu toe is het echter een open vraag gebleven of de huidige verzwakking overeenkomt met een verandering in de gemiddelde circulatietoestand, of dat deze gepaard gaat met een daadwerkelijk verlies van dynamische stabiliteit. “Het verschil is cruciaal,” benadrukt Broers. “Een verlies van dynamische stabiliteit zou namelijk impliceren dat de AMOC een kritieke drempel heeft bereikt. En dat zou een onomkeerbare overgang naar een zwakke stroming inhouden.”

Kantelpunt
In de studie besloten de onderzoekers op zoek te gaan naar antwoorden. Hoewel er helaas geen lange termijngegevens bestaan over de kracht van de AMOC, laat de AMOC zelf wel ‘broodkruimeltjes’ achter in de vorm van de temperatuur van het zeeoppervlak en het zoutgehalte van de Atlantische Oceaan. “Een gedetailleerde analyse van deze broodkruimels suggereert dat de AMOC-verzwakking in de afgelopen eeuw gepaard lijkt te gaan met een verlies aan stabiliteit,” concludeert Broers. Met andere woorden, de verzwakte hartslag is niet een onschuldige fluctuatie. Het betekent mogelijk dat we momenteel op een heus een kantelpunt afstevenen.

AMOC en klimaatverandering
Waarom de AMOC verzwakt? Dat heeft te maken met klimaatverandering. Om te begrijpen waarom de opwarming van de aarde resulteert in een zwakkere AMOC, moeten we nogmaals kijken naar hoe de AMOC werkt. Aan het oppervlak wordt warm water van de evenaar naar het noorden gebracht. Dat water koelt onderweg af. Bovendien verdampt er onderweg meer water dan dat zoet water wordt toegevoegd, waardoor de zoutconcentratie toeneemt. Hoe noordelijker je komt, hoe kouder en zouter het water dus is. Maar het water wordt door het zout en de afkoeling ook zwaarder. Hierdoor zakt het in het noorden naar beneden, waarna het weer naar de evenaar wordt gepompt. Daar warmt het weer op en begint het verhaal opnieuw. Door de opwarming van de aarde zien we echter grote veranderingen optreden in het Noordpoolgebied en dan met name op Groenland. De dikke ijskap die hier op het land rust, smelt en hierdoor komt een grote hoeveelheid (zoet!) smeltwater vrij. Dat zoete water mengt zich met het zoute water, dat hierdoor minder zout en dus ook minder zwaar wordt. Dit water zinkt minder gemakkelijk naar de diepte en daardoor verzwakt de AMOC.

Instroom van zoet water
Kortom, dat we momenteel op een kantelpunt afstevenen, heeft te maken met de instroom van zoet water door de smeltende Groenlandse ijskappen, smeltend zee-ijs en toenemende neerslag en rivierafvoer. “Ik had echter niet verwacht dat de overmatige hoeveelheden zoet water die in de loop van de vorige eeuw zijn toegevoegd, al zo’n weerslag zouden hebben op de kantelende circulatie,” zegt Broers.

De gevolgen kunnen ernstig zijn. Als de AMOC namelijk nog verder aan stabiliteit inboet of zelfs volledig stilvalt, heeft dat ingrijpende gevolgen voor grote delen van de wereld. Zo kan het in Europa bijvoorbeeld een stuk kouder worden. Maar er zullen ook gevolgen buiten Europa zijn. De warmte die niet meer naar ons komt, blijft hangen in het zuiden. En daar vindt mogelijk een versterking van de opwarming plaats. Toch zijn de werkelijke gevolgen nu nog niet te overzien. “We moeten onze modellen dringend in overeenstemming brengen met het gepresenteerde observationele bewijs om te beoordelen hoe ver van of hoe dicht bij de AMOC werkelijk van de kritieke drempel is,” besluit Broers.

Meer weten?
Eerder verscheen er ook al een onderzoek dat erop wees dat de AMOC zwakker wordt en met name de laatste 150 jaar behoorlijk aan kracht heeft ingeboet. Wat dat precies betekent voor de toekomst? Dat is niet helemaal helder, omdat we niet precies weten hoe de AMOC op veranderingen in het klimaat gaat reageren. Daarover kun je hier meer lezen!