Стив Ринтул, Автор условии

Антарктида готовит почву для величайшего водопада в мире. Действие происходит под поверхностью океана. Здесь триллионы тонн холодной, плотной, богатой кислородом воды стекают с континентального шельфа и погружаются на большие глубины. Эта антарктическая «придонная вода» затем распространяется на север вдоль морского дна глубокими океанскими течениями, а затем медленно поднимается на тысячи километров.

Таким образом, Антарктида управляет глобальной сетью океанских течений, называемой «опрокидывающей циркуляцией», которая перераспределяет тепло, углерод и питательные вещества по всему земному шару. Опрокидывание имеет решающее значение для поддержания стабильного климата Земли. Это также основной путь проникновения кислорода в глубины океана.

Но есть признаки того, что эта циркуляция замедляется, и это происходит на десятилетия раньше, чем предполагалось. Это замедление может нарушить связь между антарктическими побережьями и глубоким океаном, что будет иметь серьезные последствия для климата Земли, уровня моря и морской жизни.

Наши новые исследования, опубликованный сегодня в журнале Nature Climate Change, использует наблюдения в реальном мире, чтобы понять, как и почему глубина океана вокруг Антарктиды изменилась за последние три десятилетия. Наши измерения показывают, что опрокидывающая циркуляция замедлилась почти на треть (30%), а уровень кислорода в глубоком океане снижается. Это происходит даже раньше, чем климатические модели предсказаны.

Мы обнаружили, что таяние антарктического льда нарушает формирование антарктической донной воды. Талая вода делает поверхностные воды Антарктики более пресными, менее плотными и, следовательно, с меньшей вероятностью тонет. Это тормозит опрокидывающую циркуляцию.

Теперь это водопад: плотная вода, стекающая с континентального шельфа в глубины океана в море Росса. Консорциум по моделированию морского и океанского льда в Австралии (COSIMA) и Национальная вычислительная инфраструктура.

Почему это важно?

По мере того как поток придонной воды замедляется, поступление кислорода в глубины океана снижается. Сокращающийся богатый кислородом придонный слой воды затем заменяется более теплыми водами с низким содержанием кислорода, что еще больше снижает уровень кислорода.

Океанические животные, большие и маленькие, реагируют даже на небольшие изменения в кислороде. Глубоководные животные приспособлены к условиям с низким содержанием кислорода, но все же должны дышать. Потери кислорода могут заставить их искать убежища в других регионах или адаптировать свое поведение. Модели предполагают, что мы заблокирован в к сокращению «жизнеспособной» среды, доступной для этих животных, с ожидаемым снижением до 25%.

Замедление опрокидывания также может активизировать глобальное потепление. Опрокидывающая циркуляция уносит углекислый газ и тепло в глубины океана, где они сохраняются и скрываются от атмосферы. По мере того, как емкость океана уменьшается, в атмосфере остается больше углекислого газа и тепла. Эта обратная связь ускоряет глобальное потепление.

Сокращение количества антарктических донных вод, достигающих дна океана, также увеличивается. уровни моря потому что более теплая вода, которая ее заменяет, занимает больше места (тепловое расширение).

Опреснение шельфовых вод уменьшает поток плотной воды и замедляет самые глубокие части опрокидывающей циркуляции, а также снижает глубокую оксигенацию. Кэти Ганн, Автор условии

Признаки тревожных изменений

Наблюдения за придонными водами представляют собой сложную задачу. Южный океан удален и является домом для самых сильных ветров и самых больших волн на планете. Доступ также ограничен морским льдом зимой, когда образуются придонные воды.

Это означает, что наблюдения за глубинами Южного океана редки. Тем не менее, повторные измерения полной глубины, проведенные во время морских путешествий, дали представление об изменениях, происходящих в глубоком океане. Нижний слой воды это становится теплее, менее плотным и тоньше.

Спутниковые данные показывают, что ледяной щит Антарктики сокращение. Измерения океана, проведенные ниже по течению от областей быстрого таяния, показывают, что талая вода снижение солености (и плотность) прибрежных вод.

Потеря массы антарктического льда за последние несколько десятилетий на основе спутниковых данных, показывающих, что в период с 2002 по 2020 год Антарктика теряла в среднем около 150 миллиардов метрических тонн льда в год, добавляя талой воды в океан и повышая уровень моря (Источник: НАСА). ).

Эти признаки указывают на тревожное изменение, но до сих пор нет прямых наблюдений глубокой перевернутой циркуляции.

Что мы сделали?

Мы по-новому объединили разные типы наблюдений, используя каждую из их сильных сторон.

Измерения полной глубины, собранные кораблями, дают моментальные снимки плотности океана, но обычно повторяются примерно раз в десятилетие. С другой стороны, заякоренные приборы обеспечивают непрерывные измерения плотности и скорости, но только в течение ограниченного времени в определенном месте.

Мы разработали новый подход, сочетающий судовые данные, записи о швартовке и численное моделирование с высоким разрешением для расчета силы антарктического придонного потока воды и того, сколько кислорода он переносит в глубины океана.

Наше исследование было сосредоточено на глубоком бассейне к югу от Австралии, который получает донные воды из нескольких источников. Эти источники расположены ниже по течению от больших источников талой воды, поэтому этот регион, вероятно, обеспечит раннее предупреждение об изменениях глубин океана, вызванных климатом.

Выводы поразительны. За три десятилетия, с 1992 по 2017 год, опрокидывающая циркуляция в этом регионе замедлилась почти на треть (30%), в результате чего меньше кислорода достигло глубины. Это замедление было вызвано распреснением вблизи Антарктиды.

Мы обнаружили, что это опреснение снижает плотность и объем образующейся антарктической донной воды, а также скорость ее течения.

Наблюдаемое замедление было бы еще больше, если бы не кратковременное климатическое явление, вызвавшее частичное и временное восстановление пласта подтоварной воды. Восстановление, вызванное повышенной соленостью, еще раз иллюстрирует чувствительность образования придонных вод к изменениям солености на антарктическом континентальном шельфе.

К сожалению, эти наблюдения показывают, что изменения прогнозируется к 2050 году уже ведутся.

Глубинное потепление океана, вызванное замедлением Антарктики, Фото: Мэтью Ингланд и Цянь Ли.

Что дальше?

Ожидается, что таяние льда в Антарктиде продолжится и даже ускорится по мере потепления в мире. Мы почти наверняка пересечет 1.5? порог глобального потепления к 2027 году.

Большая потеря льда будет означать большее опреснение, поэтому мы можем ожидать замедления циркуляции, и глубокая потеря кислорода продолжится.

Последствия замедления не ограничатся Антарктидой. Опрокидывающая циркуляция распространяется по всему мировому океану и влияет на темпы изменения климата и повышения уровня моря. Это также будет разрушительным и разрушительным для морской жизни.

Наше исследование дает еще одну причину работать усерднее и быстрее над сокращением выбросов парниковых газов.

Об авторах

Кэти Ганн,, CSIRO; Мэтью Англия, профессор Scientia и заместитель директора Австралийского центра передового опыта в области антарктических наук ARC (ACEAS), UNSW Сиднейкачества Стив Ринтул, научный сотрудник CSIRO, CSIRO

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

Будущее, которое мы выбираем: пережить климатический кризис

Кристиана Фигерес и Том Риветт-Карнак

Авторы, сыгравшие ключевую роль в Парижском соглашении об изменении климата, предлагают идеи и стратегии преодоления климатического кризиса, включая индивидуальные и коллективные действия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Необитаемая Земля: жизнь после потепления

Дэвид Уоллес-Уэллс

В этой книге исследуются потенциальные последствия неконтролируемого изменения климата, включая массовое вымирание, нехватку продовольствия и воды и политическую нестабильность.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Министерство будущего: роман

Ким Стэнли Робинсон

Этот роман представляет мир ближайшего будущего, борющийся с последствиями изменения климата, и предлагает видение того, как общество может измениться, чтобы справиться с кризисом.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Под белым небом: природа будущего

Элизабет Колберт

Автор исследует влияние человека на мир природы, включая изменение климата, и потенциал технологических решений для решения экологических проблем.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Просадка: самый всеобъемлющий план, когда-либо предлагаемый для обратного глобального потепления

под редакцией Пола Хокена

В этой книге представлен всеобъемлющий план решения проблемы изменения климата, включая решения для ряда секторов, таких как энергетика, сельское хозяйство и транспорт.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа