В 1974 году, всего через пару лет после запуска первого спутника Landsat, ученые заметили нечто странное в море Уэдделла близ Антарктиды. В середине пакета со льдом была большая свободная ото льда область. Полынья, которая покрывала территорию размером с Новую Зеландию, вновь появилась в зимах 1975 и 1976 годов, но с тех пор ее не видели.
Связанный контент
- Возьмите прекрасную двухминутную экскурсию по Антарктиде с воздуха
- Почему морской лед Антарктиды растет с повышением температуры?
Ученые истолковали исчезновение полыньи как признак того, что ее формирование было естественным редким явлением. Но исследователи, сообщающие в журнале Nature Climate Change, не согласны с этим, утверждая, что внешность полыньи была гораздо более распространенной и что изменение климата в настоящее время подавляет ее формирование.
Более того, отсутствие полыньи может иметь последствия для огромного конвейера океанических течений, которые переносят тепло по всему земному шару.
Спутниковые снимки позволили ученым найти свободную ото льда область в море Уэдделла (верхний левый квадрант) в антарктических зимах с 1974 по 1976 гг. (Фото: Клэр Паркинсон (NASA GSFC)) Поверхностная морская вода вокруг полюсов имеет тенденцию быть относительно свежей из-за осадков и того факта, что морской лед тает в нем, что делает его очень холодным. В результате под поверхностью находится слой чуть более теплой и соленой воды, которая не проникает в тающий лед и осадки. Эта более высокая соленость делает его более плотным, чем вода на поверхности.
Ученые считают, что полынья Уэдделла могут образовываться, когда океанические течения толкают эти более плотные подземные воды к подводной горной цепи, известной как подъем Мод. Это заставляет воду подниматься на поверхность, где она смешивается и нагревает более холодные поверхностные воды. Хотя верхний слой воды не нагревает достаточно, чтобы человеку было удобно купаться, этого достаточно, чтобы предотвратить образование льда. Но ценой - тепло восходящей подповерхностной воды рассеивается в атмосферу вскоре после того, как она достигает поверхности. Эта потеря тепла заставляет холодную, но все еще плотную воду погружаться на 3000 метров, чтобы питать огромный, очень холодный подводный океан. течение, известное как Антарктическая Нижняя Вода.
Донная вода Антарктики распространяется по мировому океану на глубине 3000 метров и более, доставляя кислород в эти глубокие места. Это также один из драйверов глобальной термохалинной циркуляции, большой океанский конвейер, который перемещает тепло от экватора к полюсам.
Сеть поверхностных и глубоководных течений перемещает воду и тепло по всему миру. (Фото: NASA / Карта Роберта Симмона, взято из IPCC 2001 и Rahmstorf 2002) Но для того, чтобы смешивание произошло в море Уэдделла, верхний слой океанской воды должен стать более плотным, чем слой под ним, чтобы воды могли тонуть.
Чтобы выяснить, что происходит в море Уэдделла, Казимир де Лавернь из Университета Макгилла в Монреале и его коллеги начали с анализа измерений температуры и солености, собранных судами и роботизированными поплавками в этом регионе с 1956 года - десятки тысяч точек данных. Исследователи могли видеть, что поверхностный слой воды на месте полыньи Уэдделла становится менее соленым с 1950-х годов. Пресная вода менее плотная, чем соленая, и она действует как крышка системы Уэдделла, задерживая теплые подземные воды и не давая им достичь поверхности. Это, в свою очередь, останавливает смешивание, которое производит нижнюю воду Антарктики на этом участке.
Это увеличение пресной воды происходит из двух источников: изменение климата усилило глобальный круговорот воды, увеличивая как испарение, так и осадки. И Антарктические ледники отела и таяла с большей скоростью. Исследователи отмечают, что оба этих источника вносят больше пресной воды в море Уэдделла, чем в прошлом.
Чтобы посмотреть, что ждет эту систему в будущем, де Лаверн и его коллеги обратились к 36 моделям климата. Те модели, которые предсказывают, что сухие места в мире обычно становятся более сухими, а влажные места становятся более влажными, показывают, что в этом районе Южного океана в будущем будет еще больше осадков. Модели не включают тающие ледники, но ожидается, что они добавят больше пресной воды, что может сделать крышку системы еще более прочной, по мнению исследователей.
Ослабление перемешивания воды в море Уэдделла может объяснить, по крайней мере частично, сокращение в Антарктических донных водах, о котором сообщалось в 2012 году. «Снижение конвекции уменьшит скорость образования донных вод Антарктики», - говорит де Лавернь. Это «может вызвать ослабление в нижней ветви термохалинной циркуляции».
Эта нижняя ветвь является кузеном аналогичного процесса конвекции, происходящего в Лабрадорском море Северной Атлантики, где холодная вода из Арктики тонет и направляет глубокие течения на юг. Если бы этот источник глубокой воды был перекрыт, возможно, из-за притока пресной воды, ученые заявили, что результаты могут быть катастрофическими, особенно для Европы, которая согревается этим движением тепла и воды. Исследователи климата считают этот сценарий крайне маловероятным, но не исключающим возможности. И даже ослабленная система может оказывать влияние на климат и погоду во всем мире.
Однако, скорее, ослабление перемешивания в море Уэдделла может способствовать некоторым климатическим тенденциям, наблюдаемым в Антарктике и Южном океане. Исследователи отмечают, что если держать теплые воды океана в ловушке, ослабление может объяснить замедление поверхностного потепления и расширение морского льда.
Ослабление смешения моря Уэдделла также удерживает в ловушке все тепло и углерод, хранящиеся в этих более глубоких слоях океанской воды. Исследователи предупреждают, что если сформируется еще одна гигантская полынья, что маловероятно, но возможно, это может вызвать импульс потепления на планете.
