Новые модели показывают, как зародилось самое мощное океаническое течение в мире

Фото из открытых источников

Новые модели показывают, что самое мощное океаническое течение в мире не возникло внезапно – для того, чтобы оно начало оказывать свое сильное влияние на климат Земли, необходимо было совпадение нескольких важных факторов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Антарктическое циркумполярное течение (АКТ), в пять раз превосходящее Гольфстрим, извивается вокруг Антарктиды по часовой стрелке, питая другие крупные «конвейерные ленты», перемещающие воду и питательные вещества по океанам планеты.

Считается, что Антарктическое циркумполярное течение (АКТ) сформировалось примерно 34 миллиона лет назад, после того как открылись новые океанические проходы по мере того, как Австралия и Южная Америка дрейфовали на север, удаляясь от Антарктиды. Однако новое исследование показывает, что одного этого было бы недостаточно для запуска течения.

Как оказалось, сначала должен был подняться сильный западный ветер. Эти ветры, которые дуют и по сей день, проносятся через Тасманов пролив – открытое пространство океана между Антарктидой и южным побережьем Австралии.

«Уже были признаки того, что ветер в районе Тасманова пролива сыграл важную роль в формировании Антарктического циркуляции облаков», — говорит Ханна Кналь, специалист по климатическому моделированию из Института Альфреда Вегенера (AWI) в Германии. «Наши расчеты это ясно подтверждают: течение могло полностью развиться только тогда, когда Австралия отошла дальше от Антарктиды и сильные западные ветры стали дуть непосредственно через Тасманов пролив».

Несмотря на свою важную роль в глобальном климате, АЦК остается относительно малоизученным явлением, поскольку оно вращается в самых отдаленных уголках Земли. Чтобы лучше понять его нынешнее и будущее движение, группа ученых из AWI исследовала его прошлое.

Исследователи создали климатические модели Земли, какими они были примерно 33,5 миллиона лет назад, когда, как считается, впервые возникло Антарктическое циркумполярное течение (АКТ). Модели включали данные о глубине и циркуляции океана, уровне углекислого газа в атмосфере, скорости и направлении ветра, а также о расположении материков.

Затем эти модели были сопоставлены с данными об эволюции антарктического ледового щита, чтобы исследовать, как его формирование могло повлиять на океанические течения и климат в целом, и как океанические течения в целом повлияли на него.

Этот период был бурным временем в истории Земли: планета переходила от парникового климата к более холодному ледниковому климату, характеризующемуся постоянными ледяными шапками на полюсах.

Менее чем за миллион лет концентрация CO₂ снизилась с примерно 1000 частей на миллион (ppm) до примерно 600 ppm.

Это было не единственное крупное изменение, которое переживала планета. По мере того как Австралия и Южная Америка перемещались на север, Антарктида оказалась полностью изолирована от других материков, что позволило воде циркулировать по континенту.

Однако этого все еще было недостаточно для того, чтобы Антарктическое полярное течение в том виде, в каком мы его знаем, начало формироваться. Моделирование показало, что «прото-Антарктическое полярное течение» начинает формироваться, но оно еще не может совершить полный оборот. Вместо этого течение разделяется и направляется на север, двигаясь вдоль восточных побережий Австралии и Новой Зеландии, где в конечном итоге рассеивается.

Проблема, по-видимому, заключается в том, что ветры, дующие с Восточно-Антарктического ледового щита, встречаются с западными ветрами в районе Тасманова пролива, и течение не может поддерживать свою силу. Круговорот может быть завершен только после того, как Австралия сместится дальше на север.

«Результаты нашей модели подтверждают предыдущие выводы, указывающие на то, что начало полноценного Антарктического циркумполярного течения возможно только после того, как Австралия переместится дальше на север, в место, где пояс западных ветров и Тасмановская агломерация совпадут по широте», — пишут исследователи.

Когда Антарктическое циркумполярное течение (АКТ) действительно развилось, оно сыграло ключевую роль в стабилизации климата Земли. Оно соединяется с течениями в других океанах, образуя своего рода глобальный конвейер, который переносит питательные вещества и воду с разной температурой. Что особенно важно, эта быстро движущаяся граница вокруг Антарктиды удерживает более теплые воды от ледяных щитов, что помогло сохранить их целостность на протяжении миллионов лет.

Однако нынешняя фаза потепления может нарушать работу Антарктического циркумполярного течения (АКТ). Течение смещается на юг, приближая более теплые воды к берегам Антарктиды, что ускоряет таяние льда.

В свою очередь, этот приток пресной талой воды разбавляет соленость окружающего океана. Недавние исследования показывают, что это может замедлить Антарктическое циркумполярное течение на 20 процентов к 2050 году, что ослабит биоразнообразие в океанах и позволит еще большему количеству теплой воды достигать ледяных щитов, создавая порочный круг.

«Для прогнозирования возможного будущего климата необходимо обратиться к прошлому с помощью моделирования и данных, чтобы понять, как выглядела наша Земля в более теплых и богатых CO₂ климатических условиях, чем сегодня», — говорит Кналь. «Однако будьте осторожны, климат прошлого, конечно, нельзя спроецировать один к одному на будущее. Наше исследование показывает, что циркумполярное течение в своей «зачаточной» форме влияло на климат совершенно иначе, чем сегодняшнее полностью развитое Антарктическое циркумполярное течение».