Стів Рінтул, Автор надано
Антарктида створює основу для найбільшого у світі водоспаду. Дія відбувається під поверхнею океану. Тут трильйони тонн холодної, щільної, багатої киснем води каскадом зливаються з континентального шельфу і занурюються на великі глибини. Ця антарктична «нижня вода» потім поширюється на північ уздовж морського дна глибокими океанськими течіями, перш ніж повільно підніматися на тисячі кілометрів.
Таким чином Антарктида керує глобальною мережею океанічних течій, яка називається «перевертаючим кругообігом», яка перерозподіляє тепло, вуглець і поживні речовини по всьому світу. Перекидання має вирішальне значення для збереження стабільного клімату на Землі. Це також основний шлях, через який кисень потрапляє в глибини океану.
Але є ознаки того, що ця циркуляція сповільнюється, і це відбувається на десятиліття раніше, ніж прогнозувалося. Це уповільнення може порушити зв’язок між антарктичним узбережжям і глибинами океану, що матиме глибокі наслідки для клімату Землі, рівня моря та морського життя.
наш нові дослідження, опублікований сьогодні в журналі Nature Climate Change, використовує реальні спостереження, щоб розшифрувати, як і чому глибини океану навколо Антарктиди змінилися за останні три десятиліття. Наші вимірювання показують, що перекидна циркуляція сповільнилася майже на третину (30%), а рівень кисню в глибинах океану знижується. Це відбувається навіть раніше, ніж кліматичні моделі передбачили.
Ми виявили, що танення антарктичного льоду порушує формування донної води Антарктики. Тала вода робить поверхневі води Антарктики більш прісними, менш щільними, а отже, меншою ймовірністю занурення. Це гальмує перекидну циркуляцію.
Тепер це водоспад: густа вода, що тече з континентального шельфу в глибоководний океан моря Росса. Консорціум моделювання льоду «Океан-море» в Австралії (COSIMA) і Національна обчислювальна інфраструктура.
Чому це важливо?
Оскільки потік донної води сповільнюється, постачання кисню до глибин океану зменшується. Зменшення багатого киснем придонного шару води потім замінюється більш теплою водою з меншим вмістом кисню, що ще більше знижує рівень кисню.
Тварини океану, великі й малі, реагують навіть на незначні зміни кисню. Глибоководні тварини пристосовані до умов з низьким вмістом кисню, але все одно змушені дихати. Втрата кисню може змусити їх шукати притулку в інших регіонах або змінити свою поведінку. Моделі припускають, що ми є заблокований до скорочення «життєздатного» середовища, доступного для цих тварин, з очікуваним зниженням до 25%.
Уповільнення перекидання також може активізувати глобальне потепління. Кругообіг переносить вуглекислий газ і тепло до глибин океану, де вони зберігаються та ховаються від атмосфери. Оскільки ємність океану для зберігання води зменшується, в атмосфері залишається більше вуглекислого газу та тепла. Цей зворотний зв'язок прискорює глобальне потепління.
Зменшення кількості донної води Антарктики, що досягає дна океану, також збільшується рівень моря оскільки тепліша вода, яка її замінює, займає більше місця (теплове розширення).
Освіження шельфових вод зменшує потік щільної води та сповільнює найглибші частини перекидної циркуляції, а також зменшує глибоку оксигенацію. Кеті Ганн, Автор надано
Ознаки тривожних змін
Спостереження за придонною водою є складним завданням. Південний океан є віддаленим місцем і є домом для найсильніших вітрів і найбільших хвиль на планеті. Доступ також обмежений морським льодом взимку, коли утворюється придонна вода.
Це означає, що спостереження за глибинами Південного океану є рідкісними. Тим не менш, неодноразові вимірювання повної глибини, зроблені під час подорожей кораблів, дозволили побачити зміни, що відбуваються в глибинах океану. Нижній шар води стає теплішим, менш щільним і тоншим.
Супутникові дані показують, що Антарктичний льодовиковий покрив є скорочується. Вимірювання океану, зроблені нижче за течією регіонів швидкого танення, показують, що тала вода є зниження солоності (і щільність) прибережних вод.
Втрата маси льоду в Антарктиці за останні кілька десятиліть на основі супутникових даних показує, що між 2002 і 2020 роками Антарктида скидала в середньому ~150 мільярдів метричних тонн льоду на рік, додаючи талу воду в океан і підвищуючи рівень моря (Джерело: NASA ).
Ці ознаки вказують на тривожну зміну, але досі немає прямих спостережень глибокого перекидання кровообігу.
Що ми зробили?
Ми по-новому поєднали різні типи спостережень, використовуючи переваги кожного з їхніх сильних сторін.
Вимірювання повної глибини, зібрані кораблями, дають миттєві знімки щільності океану, але зазвичай повторюються приблизно раз на десятиліття. Пришвартовані прилади, з іншого боку, забезпечують безперервні вимірювання щільності та швидкості, але лише протягом обмеженого часу в певному місці.
Ми розробили новий підхід, який поєднує дані про судно, записи про швартовку та чисельне моделювання з високою роздільною здатністю, щоб обчислити силу потоку донної води в Антарктиці та кількість кисню, яку він транспортує до глибин океану.
Наше дослідження було зосереджено на глибокому басейні на південь від Австралії, який отримує придонну воду з кількох джерел. Ці джерела лежать нижче за течією від великих надходжень талої води, тому цей регіон, ймовірно, забезпечить раннє попередження про зміни глибин океану, спричинені кліматом.
Висновки вражають. За три десятиліття, між 1992 і 2017 роками, перекидна циркуляція в цьому регіоні сповільнилася майже на третину (30%), через що менше кисню потрапляє в глибину. Це уповільнення було спричинене охолодженням поблизу Антарктиди.
Ми виявили, що це освіження зменшує щільність і об’єм утвореної донної води Антарктики, а також швидкість, з якою вона тече.
Спостережуване уповільнення було б ще більшим, якби не короткочасна кліматична подія, яка спричинила a часткове і тимчасове відновлення формування придонних вод. Відновлення, спричинене підвищенням солоності, ще більше ілюструє чутливість утворення донної води до змін солоності на континентальному шельфі Антарктики.
Тривожно те, що ці спостереження показують, що зміни за прогнозами, відбудеться до 2050 року вже тривають.
Потепління глибинного океану через уповільнення перекидання Антарктиди, Авторство зображення: Метью Інгленд і Цянь Лі.
Що далі?
Очікується, що втрата льоду в Антарктиді продовжуватиметься, навіть прискорюватиметься з нагріванням світу. Ми майже напевно перетне поріг глобального потепління на 1.5 ℃ до 2027 року.
Більша втрата льоду означатиме більше освіження, тому ми можемо передбачити уповільнення циркуляції та глибокі втрати кисню триватимуть.
Наслідки уповільнення не обмежаться Антарктидою. Перекидна циркуляція поширюється на весь світовий океан і впливає на темпи зміни клімату та підвищення рівня моря. Це також буде руйнівним і згубним для морського життя.
Наше дослідження дає ще одну причину працювати наполегливіше – і швидше – для зменшення викидів парникових газів.
Про авторів
Кеті Ганн,, CSIRO; Метью Англія, професор Scientia та заступник директора Австралійського центру передового досвіду антарктичних наук (ACEAS), UNSW Сідней, і Стів Рінтул, співробітник CSIRO, CSIRO
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Схожі книги:
Майбутнє, яке ми обираємо: виживання кліматичної кризи
Крістіана Фігерес і Том Ріветт-Карнак
Автори, які відіграли ключову роль у Паризької угоді про зміну клімату, пропонують ідеї та стратегії подолання кліматичної кризи, включаючи індивідуальні та колективні дії.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Нежитлова Земля: життя після потепління
Девід Уоллес-Уеллс
У цій книзі досліджуються потенційні наслідки нестримної зміни клімату, включаючи масове вимирання, дефіцит їжі та води та політичну нестабільність.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Міністерство майбутнього: роман
Кім Стенлі Робінсон
Цей роман уявляє світ найближчого майбутнього, що бореться з наслідками зміни клімату, і пропонує бачення того, як суспільство може змінитися, щоб подолати кризу.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Під білим небом: природа майбутнього
автор: Елізабет Колберт
Автор досліджує вплив людини на світ природи, включаючи зміну клімату, і потенціал технологічних рішень для вирішення екологічних проблем.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Недолік: Найбільш всеосяжний план, який пропонувався змінити глобальне потепління
під редакцією Пола Хокена
У цій книзі представлено комплексний план боротьби зі зміною клімату, включаючи рішення для багатьох секторів, таких як енергетика, сільське господарство та транспорт.
