The Gulf Stream suddenly moved north during an ancient cold snap – and it’s a warning for our future
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गल्फ स्ट्रीम अचानक एक प्राचीन शीत लहर के दौरान उत्तर की ओर मुड़ गया – और यह हमारे भविष्य के लिए एक चेतावनी है।

The Gulf Stream suddenly moved north during an ancient cold snap – and it’s a warning for our future

Alice Carter-Champion, Researcher, Paleoceanography, Royal Holloway, University of London Fangjingcheng Zhu, PhD Candidate, Paleoceanography, University of Southampton Jack Wharton, Postdoctoral Research Fellow in Paleoceanography, UCL

New evidence shows a major climate shift ‘within a lifetime’ 13,000 years ago.

नया प्रमाण दिखाता है कि 13,000 साल पहले एक बड़ा जलवायु परिवर्तन ‘एक जीवनकाल के भीतर’ हुआ था।

Around 13,000 years ago, as the world was emerging from the grip of the last ice age, much of the North Atlantic region plunged back into near-glacial conditions.

लगभग तेरह हज़ार साल पहले, जब दुनिया अंतिम हिमयुग की पकड़ से बाहर निकल रही थी, तब उत्तरी अटलांटिक का अधिकांश क्षेत्र उप-हिमनदी स्थितियों में वापस समा गया था।

Sea ice expanded across the North Atlantic, reaching as far south as the Shetland Islands. Glaciers began to regrow in the Scottish Highlands, while winter temperatures across Europe and North America plummeted. Yet off the coast of Atlantic Canada, the ocean did the opposite.

समुद्री बर्फ ने पूरे उत्तरी अटलांटिक में विस्तार किया, जो शेटलैंड द्वीप समूह जितना दक्षिण तक पहुँच गई। स्कॉटिश हाईलैंड्स में हिमनद फिर से बढ़ने लगे, जबकि यूरोप और उत्तरी अमेरिका में सर्दियों के तापमान तेजी से गिर गए। फिर भी, अटलांटिक कनाडा के तट पर, महासागर ने विपरीत कार्य किया।

In our new study, published in the journal Nature Communications, we found evidence that waters off Nova Scotia, Canada, warmed as the Gulf Stream shifted hundreds of kilometres northward, while deep circulation also changed.

हमारे नए अध्ययन में, जो जर्नल नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुआ है, हमने सबूत पाया कि नोवा स्कोटिया, कनाडा के पास का पानी गर्म हो गया था क्योंकि गल्फ स्ट्रीम सैकड़ों किलोमीटर उत्तर की ओर खिसकी थी, और साथ ही गहरा परिसंचरण भी बदला था।

It is the first direct evidence that this vital current responded in such a way during a period of abrupt climate change that rearranged Atlantic Ocean circulation.

यह पहला सीधा प्रमाण है कि इस महत्वपूर्ण धारा ने अचानक जलवायु परिवर्तन की अवधि के दौरान इस तरह से प्रतिक्रिया दी, जिसने अटलांटिक महासागर के परिसंचरण को पुनर्व्यवस्थित किया।

The finding lends support to the climate models that predict a similar northward shift in the future if the Atlantic Meridional Overturning Circulation (Amoc) weakens – a trend that has probably already begun.

यह निष्कर्ष उन जलवायु मॉडल का समर्थन करता है जो भविष्यवाणी करते हैं कि यदि अटलांटिक मेरिडियनल ओवरटर्निंग सर्कुलेशन (Amoc) कमजोर होता है तो भविष्य में इसी तरह का उत्तर की ओर बदलाव होगा – एक ऐसी प्रवृत्ति जो शायद पहले ही शुरू हो चुकी है।

Why the Gulf Stream matters

गल्फ स्ट्रीम क्यों महत्वपूर्ण है

The Gulf Stream transports warm tropical waters northwards along the eastern coast of North America before turning north-east towards Europe. In doing so, it forms part of the Amoc, a vast system of ocean currents that redistributes heat, nutrients and carbon around the Atlantic Ocean. Consequently, the Amoc plays a major role in regulating the climate. In particular, the northern arm of the Gulf Stream helps keep western Europe much milder than other regions at similar latitudes.

गल्फ स्ट्रीम उत्तरी अमेरिका के पूर्वी तट के साथ गर्म उष्णकटिबंधीय जल को उत्तर की ओर ले जाती है, जिसके बाद यह यूरोप की ओर उत्तर-पूर्व मुड़ जाती है। ऐसा करते हुए, यह AMOC का हिस्सा बनाती है, जो एक विशाल महासागरीय धाराओं की प्रणाली है जो अटलांटिक महासागर के चारों ओर गर्मी, पोषक तत्वों और कार्बन का पुनर्वितरण करती है। परिणामस्वरूप, AMOC जलवायु को विनियमित करने में एक बड़ी भूमिका निभाता है। विशेष रूप से, गल्फ स्ट्रीम की उत्तरी भुजा पश्चिमी यूरोप को समान अक्षांशों पर अन्य क्षेत्रों की तुलना में बहुत अधिक सौम्य बनाए रखने में मदद करती है।

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Without the Gulf Stream, eastern Canada is generally much colder than western Europe. Along the coast, polar bears can be found at the same latitude as England. GTW / shutterstock
गल्फ स्ट्रीम के बिना, पूर्वी कनाडा सामान्य तौर पर पश्चिमी यूरोप की तुलना में बहुत ठंडा होता है। तटरेखा के साथ, ध्रुवीय भालू इंग्लैंड के समान अक्षांश पर पाए जा सकते हैं। जीटीडब्ल्यू / शटरस्टॉक

Scientists are increasingly concerned about the future of this circulation system. As the climate warms and extra freshwater (from melting ice) enters the North Atlantic, surface waters become less dense and therefore less able to sink. Most climate models project that these changes weaken the Amoc. Observations suggest that this weakening has already begun, but it is predicted to weaken much more as the 21st century progresses. However, direct evidence showing how the system responds to such major disruptions remains relatively limited.

वैज्ञानिक इस परिसंचरण प्रणाली के भविष्य को लेकर चिंतित हो रहे हैं। जैसे-जैसे जलवायु गर्म होती है और अतिरिक्त ताज़ा पानी (पिघलती बर्फ से) उत्तरी अटलांटिक में प्रवेश करता है, सतह का पानी कम घना हो जाता है और इसलिए डूबने में कम सक्षम होता है। अधिकांश जलवायु मॉडल अनुमान लगाते हैं कि ये परिवर्तन AMOC को कमजोर करेंगे। अवलोकन बताते हैं कि यह कमजोरी पहले ही शुरू हो चुकी है, लेकिन यह भविष्यवाणी की जाती है कि 21वीं सदी के आगे बढ़ने के साथ यह और अधिक कमजोर होगी। हालांकि, इस बात का सीधा प्रमाण जो दिखाता है कि प्रणाली ऐसे बड़े व्यवधानों पर कैसे प्रतिक्रिया करती है, वह अपेक्षाकृत सीमित है।

To answer that question, paleoceanographers like us turn to the past.

उस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हम जैसे पुरा-महासागरीय विज्ञानी अतीत की ओर मुड़ते हैं।

A natural experiment from the end of the last ice age

अंतिम हिमयुग के अंत का एक प्राकृतिक प्रयोग

The Younger Dryas was one of the most dramatic episodes of abrupt climate change in Earth’s recent history. As the planet emerged from the last ice age, warming trends across much of the North Atlantic region abruptly reversed. European summer temperatures declined by around 4°C–8°C in less than a century, while Greenland cooled by up to 10°C within just a few decades. The effects rippled far beyond the North Atlantic, weakening monsoon systems across Africa and Asia.

यंगर ड्रायस पृथ्वी के हालिया इतिहास में अचानक जलवायु परिवर्तन की सबसे नाटकीय घटनाओं में से एक था। जैसे ही ग्रह अंतिम हिमयुग से बाहर निकला, उत्तरी अटलांटिक क्षेत्र के अधिकांश हिस्सों में वार्मिंग ट्रेंड्स (तापमान वृद्धि) अचानक उलट गए। यूरोपीय ग्रीष्मकालीन तापमान एक सदी से भी कम समय में लगभग 4°C–8°C तक गिर गया, जबकि ग्रीनलैंड कुछ ही दशकों में 10°C तक ठंडा हो गया। इन प्रभावों ने उत्तरी अटलांटिक से कहीं आगे तक लहरें पैदा कीं, जिससे अफ्रीका और एशिया के मानसून सिस्टम कमजोर पड़ गए।

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The authors inspect a ‘sediment core’ taken from the seabed 500 miles east of New York City. Alice Carter- Champion, UCL
लेखक न्यूयॉर्क शहर से 500 मील पूर्व समुद्र तल से लिया गया एक ‘सेडिमेंट कोर’ का निरीक्षण करते हैं। ऐलिस कार्टर- चैंपियन, यूसीएल

To understand how the ocean responded, we analysed sediment extracted from the seabed off Nova Scotia. Microscopic fossil shells and sediment grains preserved within this marine mud can reveal what the sea would have been like at the time it formed. We then reconstructed changes in both surface and deep Atlantic circulation before, during, and after the Younger Dryas.

यह समझने के लिए कि महासागर ने कैसे प्रतिक्रिया दी, हमने नोवा स्कोटिया के पास समुद्र तल से निकाले गए सेडिमेंट का विश्लेषण किया। इस समुद्री कीचड़ में संरक्षित सूक्ष्म जीवाश्म शंख और सेडिमेंट दाने यह बता सकते हैं कि जब इसका निर्माण हुआ था तब समुद्र कैसा रहा होगा। फिर हमने यंगर ड्रायस से पहले, दौरान और बाद में सतह और गहरे अटलांटिक परिसंचरण (circulation) में हुए परिवर्तनों का पुनर्निर्माण किया।

An unexpected warming signal

अप्रत्याशित वार्मिंग संकेत

What we found surprised us. While Greenland and much of the subpolar North Atlantic cooled rapidly, waters off Atlantic Canada warmed instead, by as much as 4°C–5°C.

जो हमने पाया, उसने हमें आश्चर्यचकित किया। जबकि ग्रीनलैंड और उपध्रुवीय उत्तरी अटलांटिक का अधिकांश भाग तेजी से ठंडा हुआ, इसके बजाय अटलांटिक कनाडा के तटों पर पानी गर्म हुआ, 4°C–5°C तक।

The most likely explanation is that the Gulf Stream migrated northwards, bringing warm subtropical waters closer to the Canadian coastline.

सबसे संभावित स्पष्टीकरण यह है कि गल्फ स्ट्रीम उत्तर की ओर चली गई, जिससे गर्म उपोष्णकटिबंधीय जल कैनडियन तटरेखा के करीब आ गए।

Previous climate-model simulations had predicted that a weakening of one of the Amoc’s deep currents could trigger exactly this response. Until now, however, there had been little direct geological evidence that it had happened before.

पहले के जलवायु-मॉडल सिमुलेशन ने भविष्यवाणी की थी कि एएमओसी (Amoc) की गहरी धाराओं में से किसी एक का कमजोर होना ठीक इसी प्रतिक्रिया को ट्रिगर कर सकता है। हालांकि, अब तक, ऐसा होने का कोई सीधा भूवैज्ञानिक प्रमाण नहीं था।

Our study provides real-world evidence for a process that climate models have long proposed. That matters because it shows that large reorganisations of Atlantic circulation are not just theoretical possibilities – they have happened before.

हमारा अध्ययन एक ऐसी प्रक्रिया का वास्तविक दुनिया का प्रमाण प्रदान करता है जिसे जलवायु मॉडल लंबे समय से प्रस्तावित करते आ रहे हैं। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दर्शाता है कि अटलांटिक परिसंचरण के बड़े पुनर्गठन केवल सैद्धांतिक संभावनाएँ नहीं हैं – वे पहले भी हो चुके हैं।

What can the past tell us about the future?

अतीत हमें भविष्य के बारे में क्या बता सकता है?

No past climate event is a perfect analogue for modern climate change. The Younger Dryas occurred under very different conditions from today. Massive ice sheets still covered much of Canada and Scandinavia, and the sea level was tens of metres lower than at present.

कोई भी अतीत की जलवायु घटना आधुनिक जलवायु परिवर्तन का पूर्ण अनुरूप नहीं है। यंगर ड्रायस आज की तुलना में बहुत अलग परिस्थितियों में हुआ था। विशाल बर्फ की चादरें अभी भी कनाडा और स्कैंडिनेविया के बड़े हिस्से को ढके हुए थीं, और समुद्र का स्तर वर्तमान से दर्जनों मीटर कम था।

Nevertheless, the physical links connecting the different components of the North Atlantic circulation system are likely to be the same.

फिर भी, उत्तरी अटलांटिक परिसंचरण प्रणाली (North Atlantic circulation system) के विभिन्न घटकों को जोड़ने वाले भौतिक संबंध समान होने की संभावना है।

Our study does not suggest that the Amoc completely collapsed during the Younger Dryas, nor does it tell us whether such a collapse is likely in the future. Instead, it reveals a more nuanced picture in which various components of the North Atlantic circulation system changed in different ways. Rather than producing a uniform response, this reorganisation created a patchwork of warming and cooling across the North Atlantic.

हमारा अध्ययन यह सुझाव नहीं देता कि यंगर ड्रायस के दौरान एएमओसी (AMOC) पूरी तरह से ध्वस्त हो गया था, न ही यह बताता है कि भविष्य में ऐसा पतन संभावित है या नहीं। इसके बजाय, यह एक अधिक सूक्ष्म तस्वीर सामने लाता है जिसमें उत्तरी अटलांटिक परिसंचरण प्रणाली के विभिन्न घटकों ने अलग-अलग तरीकों से बदलाव किया। एक समान प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के बजाय, इस पुनर्गठन ने पूरे उत्तरी अटलांटिक में गर्म और ठंडा होने का एक मिश्रण (patchwork) बना दिया।

Similar patterns have also emerged over the last 150 years, with a relative “warming hole” developing in the ocean south of Greenland while regions closer to the Gulf Stream have warmed more rapidly. Our findings provide real-world evidence that these contrasting patterns are closely linked to changes in ocean circulation.

पिछले 150 वर्षों में भी इसी तरह के पैटर्न उभरे हैं, जिसमें ग्रीनलैंड के दक्षिण में महासागर में सापेक्ष “वार्मिंग होल” विकसित हुआ है, जबकि गल्फ स्ट्रीम के करीब के क्षेत्रों में अधिक तेजी से गर्मी आई है। हमारे निष्कर्ष वास्तविक दुनिया का प्रमाण प्रदान करते हैं कि ये विपरीत पैटर्न महासागरीय परिसंचरण में बदलाव से निकटता से जुड़े हुए हैं।

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In a warming world, the North Atlantic cold blob is very visible. Ed Hawkins / Berkeley Earth, CC BY-SA
एक गर्म होती दुनिया में, उत्तरी अटलांटिक का ठंडा क्षेत्र बहुत स्पष्ट दिखाई देता है। एड हॉकिन्स / बर्कले अर्थ, CC BY-SA

Looking to the future, scientists are concerned that continued human-caused warming could trigger major changes in North Atlantic circulation, leading to shifts in ocean temperature patterns, which would disrupt weather and climate across the globe. Examining how the Atlantic behaved 13,000 years ago can help us recognise the warning signs of major changes before they happen again.

भविष्य को देखते हुए, वैज्ञानिक चिंतित हैं कि मानवजनित निरंतर वार्मिंग उत्तरी अटलांटिक परिसंचरण में बड़े बदलाव ला सकती है, जिससे महासागरीय तापमान पैटर्न में बदलाव होगा, जो पूरी दुनिया में मौसम और जलवायु को बाधित करेगा। यह जांचना कि 13,000 साल पहले अटलांटिक कैसा व्यवहार करता था, हमें इससे पहले प्रमुख परिवर्तनों के चेतावनी संकेतों को पहचानने में मदद कर सकता है।

Critically, our study suggests that such reorganisations can unfold over about a century, with individual components of the circulation changing within just a few decades – within a human lifetime.

महत्वपूर्ण रूप से, हमारा अध्ययन बताता है कि ऐसे पुनर्गठन लगभग एक शताब्दी में हो सकते हैं, जिसमें परिसंचरण के व्यक्तिगत घटक केवल कुछ दशकों के भीतर बदल जाते हैं – यानी मानव जीवनकाल के भीतर।

By showing how different parts of the Atlantic circulation interacted during a past episode of abrupt climate change, our findings provide an important benchmark for testing climate models. The deeper understanding we have gained into how the interconnected Atlantic system behaves will also help us with the very challenging task of developing early-warning systems for future circulation changes and potential climate tipping points.

अटलांटिक परिसंचरण के अतीत के तीव्र जलवायु परिवर्तन के दौर के दौरान विभिन्न हिस्सों ने कैसे परस्पर क्रिया की, यह दिखाकर, हमारे निष्कर्ष जलवायु मॉडल का परीक्षण करने के लिए एक महत्वपूर्ण बेंचमार्क प्रदान करते हैं। जिस गहरे ज्ञान को हमने प्राप्त किया है कि आपस में जुड़े अटलांटिक सिस्टम का व्यवहार कैसा होता है, वह हमें भविष्य के परिसंचरण परिवर्तनों और संभावित जलवायु टिपिंग पॉइंट के लिए प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली विकसित करने के बहुत चुनौतीपूर्ण कार्य में भी मदद करेगा।

Alice Carter-Champion receives funding from the Natural Environment Research Council (NERC) , the Royal Society’s project “Rethinking Palaeoclimate for Society” and the Leverhulme Trust.

एलीस कार्टर-चैंपियन को नेचुरल एनवायरनमेंट रिसर्च काउंसिल (NERC) , रॉयल सोसाइटी की परियोजना “सोसाइटी के लिए पुराजलवायु पर पुनर्विचार” और लेवरहुलम ट्रस्ट से फंडिंग मिलती है।

Fangjingcheng Zhu receives funding from the INSPIRE NERC Doctoral Training Partnership and NERC project ReconAMOC.

फंगजिंगचेंग झू को INSPIRE NERC डॉक्टोरल ट्रेनिंग पार्टनरशिप और NERC प्रोजेक्ट रिकोनएएमओसी से फंडिंग मिलती है।

Jack Wharton receives funding from the Natural Environmental Research Council (NERC) , the European Union’s Horizon Europe project EPOC, and the Advanced Research + Invention Agency (ARIA) project VERIFY.

जैक व्हार्टन को नेचुरल एनवायरनमेंट रिसर्च काउंसिल (NERC) , यूरोपीय संघ की हॉराइजन यूरोप परियोजना EPOC, और एडवांस्ड रिसर्च + इन्वेंशन एजेंसी (ARIA) परियोजना VERIFY से फंडिंग मिलती है।