Od početka industrijske revolucije sredinom 18. stoljeća ocean je apsorbirao otprilike 39% svih ljudskih emisija. Ovaj fenomen, nazvan "oceanski ponor ugljika" (eng. "ocean carbon sink"), pogonjen je razlikom između razine ugljičnog dioksida u atmosferi i oceanu.

Nova istraživanja pokazuju da promjene u razini ugljičnog dioksida u atmosferi mogu ojačati ili oslabiti cijeli "oceanski ponor ugljika" na vrlo kratkim vremenskim skalama. Veće razlike u razinama ugljičnog dioksida u atmosferi i oceanu unose više ugljičnog dioksida u površinski sloj oceana gdje se otapa i skladišti. A kako se stopa emisija ugljičnog dioksida povećava, "oceanski ponor ugljika" jača kao odgovor, apsorbirajući sve više stakleničkih plinova. Znanstvenici su odavno prepoznali ovaj trend u posljednjih nekoliko desetljeća. Ali u manjim razmjerima, odnos je mnogo složeniji.

Znanstvenici za klimu znaju da "ponor ugljika" jača i slabi desetljećima ili čak iz godine u godinu, ali još nisu uspjeli odrediti točne mehanizme koji stoje iza njegove varijabilnosti.

Podaci iz 1990-ih godinam zbunjuju. Klimatski podaci iz ovog desetljeća u prosjeku su pokazivali globalno slabljenje "oceanskog ponora ugljika". Ali kada istraživači analiziraju podatke iz godine u godinu, primjećuju neko čudno ponašanje. Rane 90-e pokazale su sve jači "ponor ugljika". Od 1993. do 2000. godine "oceanski ponor ugljika" značajno je oslabio.

Prethodno je kao glavna sila u igri predložena promjena obrazaca cirkulacije oceana i vjetrova. No, nova studija koju je u AGU Advances objavila grupa klimatskih znanstvenika na čelu s Galenom McKinleyjem, oceanografom sa Sveučilišta Columbia u New Yorku, ukazuje na dodatne čimbenike. Istraživači većinu krivnje svaljuju na druge dvije sile koje su se pojavile tijekom ranih godina desetljeća: erupciju planine Pinatubo na Filipinima 1991. i usporavanje stope rasta atmosferskog ugljičnog dioksida.

Grupa je kombinirala različite podatke i modele kako bi izolirala najznačajnije sile. Znanstvenici sugeriraju da je erupcija uzrokovala široko hlađenje oceana, čime je povećana sposobnost oceana da otopi ugljik u svom površinskom sloju. Taj je učinak trajao prvih nekoliko godina nakon erupcije sve dok nije izblijedio, ostavljajući atmosferu koja je akumulirala manje ugljičnog dioksida od ranije u desetljeću. Te niže razine ugljičnog dioksida djelomično su se dogodile kao posljedica usporavanja rasta potrošnje fosilnih goriva tijekom kasnih 1980-ih i prije raspada Sovjetskog Saveza.

Međutim, najznačajniji utjecaj vjerojatno je proizašao iz jačeg "ponora ugljika na kopnu" 1980-ih i 1990-ih. Vegetacija i tlo vjerojatno su apsorbirali više ugljika nego inače iz razloga koje znanstvenici još uvijek slabo razumiju.

To je, u kombinaciji s većim količinama otopljenog ugljičnog dioksida u oceanu od erupcije, smanjilo razliku između količina ugljičnog dioksida u atmosferi i u oceanu dovoljno da oslabi globalni "oceanski ponor ugljika" do kraja desetljeća.

Istraživači su mišljenja da brzina tog odgovora može imati važne implikacije za buduće napore za usporavanje klimatskih promjena.

Od 2001. godine, "ponor ugljika" u oceanu nastavio je svoj put od 1990-ih. Svake godine sve je jači kako se stope rasta ugljičnog dioksida u atmosferi povećavaju. No, fluktuacije u ovoj stopi rasta su neizbježne, pa je važno znati koliko brzo će ocean reagirati. "Promjene u brzini rasta atmosferskog ugljičnog dioksida imat će stvarne i neposredne utjecaje na ponor ugljika u oceanu", rekla je koautorica studije Amanda Fay. "Kako mi kao globalna zajednica smanjujemo emisije, potonuće ugljika u oceanu odgovorit će i usporavanjem."

To može otežati budućnost ublažavanja klimatskih promjena, ali treba računati i na to dok svijet pokušava vratiti brzu devastaciju koja se trenutačno događa zbog dvije važne posljedice stakleničkih plinova, zakiseljavanja oceana i zagrijavanja.

Znanstvenici odavno znaju da varijacije u atmosferskim razinama CO2 uzrokuju promjene u kretanju CO2 iz zraka u more. No, puni opseg odnosa kako su opisali McKinley i tim prisiljava znanstvenike da preispitaju relativnu važnost svih čimbenika koji utječu na potonuće ugljika u oceanu.

"Ono što me iznenađuje je veličina njihovog modeliranog utjecaja", rekao je Nicolas Gruber, klimatski znanstvenik u ETH Zurichu koji nije bio uključen u studiju. "Očito se sada moramo vratiti i ponovno provjeriti."

U sljedećih nekoliko godina istraživači će tražiti više podataka i usavršavati modele dok rade na rasvjetljavanju prave varijabilnosti "oceanskog ponora ugljika". Ta razmjena podataka ključna je kako bi tvorci politika donosili najsvjesnije odluke o ublažavanju klimatskih promjena.

"Ponor ugljika u oceanu" vjerojatno će oslabiti kao odgovor na smanjenje emisija ugljičnog dioksida. Međutim, nepredvidivi događaji poput vulkanskih erupcija - ili globalnih pandemija - mogu promijeniti razinu ugljičnog dioksida i imati brze utjecaje na "ponor ugljika u oceanu". I kako se klimatski modeli nastavljaju poboljšavati, prava osjetljivost ravnoteže u zračno-morskom sustavu postat će jasnija.

"Ljudi moraju shvatiti da zemaljski sustav ima te vrlo duge vremenske skale, a mi ga sagledavamo na vrlo kratkim vremenskim skalama", rekao je McKinle.