Исследование, проведенное учеными Мельбурнского университета и Норвежского исследовательского центра NORCE, позволило сделать вывод о том, что если выбросы углерода не будут контролироваться, Антарктическое циркумполярное течение (АЦТ) может замедлиться на 20% к 2050 году.
Увеличение пресной воды из-за таяния льда в Антарктиде меняет характер солености и циркуляции в океане, и это влияет на баланс, который может нарушить циркуляцию течений по всему миру.
Исследование австралийских и норвежских ученых позволило выяснить на основе моделирования океанских течений с помощью суперкомпьютера GADI и проследить как изменение температуры, солености и ветров влияет на движение воды в Антарктического циркумполярного течения, движущегося вокруг Антарктиды.
Модель включала изменение направлений муссонных ветров, потребление соленой воды и другие условия свободного атмосферного ветра, чтобы определить влияние таяния льда на океаническую циркуляцию.
Исследования показывают, что таяние ледяных щитов, окружающих Антарктиду, оказывает влияние на АЦТ — самое сильное океаническое течение в мире.
Гидрологи выяснили, что пресная вода, попавшая в океан из-за таяния ледников, ослабляет течение, а причиной таяния ледников являются выбросы углекислого газа. Если выбросы газа останутся на том же уровне, АЦТ может к 2050 году замедлиться на 20%. По утверждениям авторов, ослабление течения приведет к ускоренному потеплению океанов и разрушению полярных экосистем. Исследование опубликовано в журнале Environmental Research Letters.
Антарктическое циркумполярное течение соединяет Атлантический, Тихий и Индийский океаны, перенося тепло, углекислый газ и питательные вещества по всей планете.
Вокруг Антарктиды вода быстро движется, создавая барьер, который не позволяет теплым течениям проникать к ледникам, что помогает сохранять ледяной покров континента. Однако в прошлом сила течения уже менялась в зависимости от теплого или холодного климата Земли, и до сих пор было неизвестно, как на АЦТ скажется современное глобальное потепление.
Моделирование течений показывает, что з-за потепления воды ледники будут таять и сбрасывать в океан еще больше пресной воды, которая ослабляет циркуляцию глубоководных потоков.
Замедление АЦТ грозит серьезными последствиями: океан будет хуже поглощать тепло и углекислый газ, что ускорит глобальное потепление. Течение служит естественным барьером для чужеродных видов — его ослабление позволит преодолеть холодный барьер и проникнуть южным бурым водорослям, креветкам и моллюскам из других регионов в Антарктиду и разрушить хрупкую экосистему континента.
"Модели океана исторически были неспособны адекватно описать мелкомасштабные процессы, которые контролируют силу течения. Эта модель описывает такие процессы и показывает механизм, с помощью которого, по прогнозам, AЦТ действительно замедлится в будущем. Однако необходимы дальнейшие наблюдения и модельные исследования этого малоизученного региона, чтобы окончательно определить реакцию течения на изменение климата", — сказал Бишахдатта Гайен, соавтор исследования из Мельбурнского университета (Австралия).
"Океан чрезвычайно сложен и тонко сбалансирован. Если этот текущий "двигатель" сломается, могут возникнуть серьезные последствия, включая большую изменчивость климата с более экстремальными явлениями в определенных регионах и ускоренное глобальное потепление из-за снижения способности океана действовать как поглотитель углерода", - сказал Бишахдатта Гайен, один из авторов исследования.
АЦТ играет важную роль в движении мирового океана, выступая в качестве ключевого компонента "океанического конвейера", отвечающего за поддержание движения воды между Атлантическим, Тихим и Индийским океанами. Кроме того, оно помогает контролировать климат, включая распределение тепла, углекислого газа и питательных веществ в различных океанических бассейнах.
Следует также учесть, что за последние 30 лет уровень мирового океана уже вырос более чем на 10 сантиметров, и ключевым фактором этого является таяние ледников Антарктики.
Ученые предупреждают, что без срочных мер к 2100 году океан может подняться на 80 сантиметров или более, что приведет к затоплению многих прибрежных городов.
Так как АЦТ более чем в 4 раза мощнее Гольфстрима, оно контролирует миграцию ряда видов через океаны. С ослаблением течения существует потенциальный риск вторжения определенных видов, таких как водоросли, креветки и моллюски, в воды Антарктики и создания серьезной опасности для хрупких экосистем и пищевых цепей. Возможные изменения в доступной добыче пищи могут повлиять на популяцию пингвинов, тем самым влияя на биоразнообразие всего региона.
Полученные результаты противоречат более ранним исследованиям, в которых говорилось, что АЦТ ускоряется из-за растущего диапазона температур в океанических широтных регионах. Вместо этого основным выводом исследования стало то, что большие объемы пресной воды от таяния ледяных щитов снижают соленость океана, что ослабляет процесс, который заставляет холодную, плотную воду опускаться и циркулировать - это ключевой механизм, лежащий в основе измененицй АЦТ.
Таймур Сохаил, один из авторов исследования, пояснил: "Парижское соглашение 2015 года было направлено на ограничение глобального потепления 1,5 градусами Цельсия выше доиндустриального уровня, но многие ученые сходятся во мнении, что мы уже достигли этой цели в 1,5 градуса, и, вероятно, станет еще жарче, с воздействием потока на таяние льдов Антарктиды".
Ученые считают, что требуется больше работы, такой как моделирование климатографа и анимационные симуляции, чтобы рассмотреть все эффекты замедления АЦТ, вызванные изменением климата. "Исторически океанические модели не могли адекватно разрешить мелкомасштабные процессы, которые контролируют силу течения. Эта модель разрешает такие процессы и показывает механизм, посредством которого АЦТ, как прогнозируется, фактически замедлится в будущем. Однако необходимы дальнейшие наблюдательные и модельные исследования этого плохо наблюдаемого региона, чтобы окончательно определить реакцию течения на изменение климата", - добавил Гайен.
