Periodieke variaties van de zeespiegel bij Gibraltar

Buiten de Straat van Gibraltar, in de Atlantische Oceaan, ligt de zeespiegel gemiddeld 15 cm hoger dan in de Middellandse Zee. Dit komt doordat er uit deze zee door verdamping gemiddeld meer water verdwijnt dan er door neerslag en rivieraanvoer bijkomt. De instroming van oppervlaktewater uit de Atlantische Oceaan is daardoor steeds wat groter dan de uitstroming van het zoutere, zwaardere water aan de bodem.

Oceanografen van Dalhousie University in Halifax (Canada) melden nu dat het niveauverschil in de loop van ieder jaar ongeveer 10 cm fluctueert. In de winter en lente is het verschil het grootst (20 cm) en in de herfst het kleinst (10 cm). Wat is daar de oorzaak van?

Theoretische stromingsmodellen laten zien dat de instroming op twee manieren kan plaatsvinden, afhankelijk van de diepte van de grenslaag tussen het in- en uitstromende water. Ligt deze grens op een diepte van minder dan 90 meter, kan komt er een snelle, ondiepe stroom oppervlaktewater de Middellandse Zee binnen en stelt zich een niveauverschil van ongeveer 20 cm in. Bij een diepte van meer dan 90 meter verloopt de instroming trager en bedraagt het niveauverschil slechts ongeveer 9 cm. Bij de eerste, maximale instroming ligt de diepte van de grenslaag vast, maar bij de tweede, geringere instroming hangt de diepte af van het volume van het zoutere, dichtere water.

Het opmerkelijke is nu dat het aldus berekende verschil van 11 cm dat tussen deze twee stromingstoestanden zou bestaan dicht bij de gemeten seizoenvariatie van 10 cm ligt. Dit zou er op kunnen wijzen dat de stromingstoestanden inderdaad periodiek 'omklappen'. Deze omklapping zou volgens de onderzoekers kunnen samenhangen met het ontstaan van diep, dicht Mediterraan water in de winter. Dit water zou het niveau van de grenslaag doen stijgen en het systeem in een andere stromingstoestand brengen. Deze zou zich gedurende de eerste helft van het jaar kunnen handhaven, totdat het grensvlak door de uitstroming van het diepe, zoute water weer dieper dan 90 meter ligt (Nature 348, p. 292).

De onderzoekers geven toe dat met deze stromingsmodellen niet alle details van de waargenomen fluctuaties verklaard kunnen worden, zodat men dus nog niet met honderd procent zekerheid kan zeggen dat de stromingstoestand ook werkelijk periodiek omklapt. Zou dit echter wel het geval blijken te zijn, dan zou de Straat van Gibraltar misschien een gevoelige 'barometer' (of beter: manometer) kunnen zijn voor veranderingen op lange termijn in de wisselwerking tussen de lucht en het water van de Middellandse Zee.