Течение Западных ветров, или Антарктическое циркумполярное течение, превосходит по мощности все остальные на планете. С ним тесно связано перемешивание толщи Южного океана, а также другие огромные потоки водных масс, имеющие ключевое значение для Мирового океана и климата Земли. Тем более тревожной выглядит новая статья в Nature, согласно которой перемешивание глубинных антарктических вод ослабевает и в скором времени может прекратиться.
Все океаны на Земле сообщаются между собой и объединены сетью крупных течений — так называемым океаническим конвейером. Этот конвейер, или термохалинная циркуляция, существует из-за различий в плотности воды, которая, в свою очередь, зависит от ее температуры и солености. Именно поэтому местами огромные потоки вод то выходят на поверхность, то вновь погружаются на большую глубину океана.
Особое значение имеет течение Западных ветров, или Антарктическое циркумполярное течение (в переводе буквально «вокруг полюса»). Оно действительно связано с сильными ветрами, дующим с запада, и особенно мощными между 40-й и 60-й параллелью Южного полушария — это «ревущие сороковые» и «неистовые пятидесятые».
Ни одно другое течение на планете не переносит столько воды и не проходит через все меридианы. Кроме того, эти потоки погружаются особенно глубоко, пополняя циркумполярные донные воды, на которые приходится большая часть объема Южного океана. Они медленно растекаются с запада на восток на большой глубине неподалеку от течения Западных ветров.
Не стоит забывать, что глобальная циркуляция и перемешивание океана переносят не только воды. Они также перераспределяют по планете тепло, растворенные углерод, кислород и необходимые живым существам элементы питания. Поэтому «океанический конвейер» сильно влияет на климат, экосистемы морей и состояние биосферы в целом.
Сейчас за год в акватории вокруг Антарктиды в морские глубины погружается около 250 триллионов тонн воды. Она богата кислородом, насыщена солями и имеет сравнительно низкую температуру. Далее эти массы воды растекаются на север, доставляя кислород в глубины Тихого, Индийского и Атлантического океанов.
Нынешним и будущим циркумполярных донных вод заинтересовались авторы новой публикации в Nature, океанологи из Австралии и США. Среди них — профессор Мэтью Инглэнд (Matthew England), который сравнивает эту огромную систему течений с легкими Земли.
Ученые провели очень серьезные компьютерные расчеты, чтобы предсказать изменения циркуляции воды вокруг Южного полюса планеты. Прогноз основан на сценарии IPCC, соответствующем высокому уровню выбросов углекислого газа и охватывает период вплоть до 2050 года.
Ценно, что исследование учитывает некоторые важные факторы, которыми ранее пренебрегали, например потоки талой воды, текущей с антарктических ледников. Именно они, а не ветра и другие учтенные факторы, по мнению авторов, имеют в этом вопросе решающее значение.
«Наше моделирование показало, что в случае если эмиссия углерода сохранит нынешние темпы, перемешивание вокруг Антарктиды станет медленнее на 40 процентов за следующие 30 лет — и похоже, это течение находится на пути к коллапсу», — пояснил профессор Инглэнд.
Основные течения в Мировом океане сформировались давно и сравнительно мало менялись за последние несколько тысяч лет. Так что замедление темпов перемешивания воды в Антарктике в ближайшее время может оказаться беспрецедентно быстрым.
Если прогнозы окажутся верны (не все ученые с ними согласны), вода на дне Южного океана перестанет обмениваться кислородом и элементами питания с поверхностью. В этом случае необходимые обитателям Мирового океана вещества окажутся заперты у берегов ледяного континента.
Более того, «выключение» антарктических вод из глобального океанического конвейера может также ускорить рост температуры океана. Нагрев глубоких частей океана уже удалось зафиксировать с помощью прямых измерений. Авторы опасаются, что последствия изменений циркуляции в Южном океане могут приобрести глобальный характер и сохраняться веками.