Океанские течения необходимы для глобального распределения тепла и, следовательно, для климата на Земле. Например, кислород переносится в глубокое море через образование новых глубоководных вод вокруг Антарктиды.
Антарктическое дно из моря Уэдделла (AABW) обычно распространяется на север, в Южную Атлантику и Индийский океаны. Однако во время пика последних двух ледниковых периодов поступление глубоководной воды из моря Уэдделла в южную часть Атлантического океана, по-видимому, было прервано, как показало новое исследование, проведенное учеными из Центра океанографических исследований Гельмгольца GEOMAR в Киле.
«До сих пор считалось, что донная вода Антарктики также образовалась во время ледниковых периодов и экспортировалась в большие части Южного океана», – объясняет доктор. Маркус Гутьяр, соавтор исследования GEOMAR. «По-прежнему возможно, что глубоководное образование действительно имело место, но, в отличие от сегодняшнего дня, оно не циркулировало в южной части Атлантического океана дальше на север», – продолжает Гутджар.
Скорее всего, причиной этого прерывания экспорта AABW была в целом более слабая циркуляция в Южном океане в холодные периоды.
Авторы исследования, которое теперь опубликовано в научном журнале Nature Communications, проанализировали различные керны отложений из этого региона.
Ученые смогли определить происхождение глубоководных вод Южного океана в течение двух последних основных фаз оледенения за последние 140000 лет с помощью химической экстракции полученных из морской воды сигнатур неодима и изотопов свинца из отложений. «В то время как изотопы неодима, растворенные в отложениях, предоставляют информацию о происхождении придонной воды, сигнатуры изотопов свинца предоставляют информацию о среднем составе всей водной толщи», – объясняет первый автор исследования доктор. Хуан Хуанг из GEOMAR.
Некоторые результаты исследования были неожиданными, поскольку аналогичные нарушения экспорта AABW наблюдались также во время климатического оптимума последнего межледниковья (теплого периода) около 128000 лет назад. Это могло быть вызвано сильным таянием, особенно в районе Западно-Антарктического ледникового щита, эффект, который, скорее всего, будет иметь место в более теплом климате в будущем. «В результате такого нарушения опрокидывающейся циркуляции общий тепловой баланс Южного океана и его способность поглощать тепло из атмосферы могут значительно измениться в долгосрочной перспективе», – говорит д-р.
Gutjahr.
Свойства сформированной сегодня ААДВ уже существенно изменились за последние десятилетия. Теперь он более теплый, менее соленый и менее объемный, что, в свою очередь, указывает на более низкие скорости образования.
В конечном итоге новые результаты показывают, что требуемые условия для вывоза ААДВ из моря Уэдделла отсутствуют как в экстремально холодной, так и в теплой фазах. Создание этих очень четких представлений о состоянии циркуляции Южного океана во время экстремального климата прошлого было бы невозможно без возможности использования набора уникальных отложений Института Альфреда Вегенера (AWI) в Бремерхафене и активного сотрудничества с коллегами. -автор д-р.
Герхард Кун там.
На следующем этапе доктор. Гутьяр хочет исследовать экспорт AABW из моря Уэдделла ближе к Антарктиде в зоне оттока в район моря Скотия в течение климатически нестабильных периодов последнего миллиона лет. Для этого доступны новые образцы, полученные в ходе международной экспедиции в рамках International Ocean Discovery Program (экспедиция IODP 382) в начале 2019 года.
В среднесрочной перспективе следует добавить образцы из других регионов Южного океана, чтобы более подробно изучить пути распространения в другие океанические бассейны. Это довольно продолжительная детективная игра, с помощью которой исследователи хотят больше узнать о механизмах управления климатом Южного полушария. «В конечном итоге наша цель – суметь предсказать, при каких климатических условиях какие части антарктического ледяного щита будут в значительной степени таять, и какое прямое воздействие это окажет на циркуляцию Южного океана», – заключил Гутьяр.