Исследователи из Университета Далхаузи в Канаде, Центра океанологических исследований ГЕОМАРА Гельмгольца в Киле, Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований Гельмгольца (AWI) и МАРУМ - Центра наук о морской среде при Бременском университете обнаружили жизненно важную роль, которую распределение соли океаническими течениями играет в регулировании климата планеты.
Новое исследование углубилось в естественные климатические аномалии, такие как Малый ледниковый период, период с 15 по середину 19 века, который привел к тяжелым последствиям, таким как неурожаи, голод и болезни в Европе. Хотя этот период хорошо изучен, лежащие в его основе климатические механизмы все еще являются предметом дискуссий.
Важность тропической Атлантики
«Исследователи часто рассматривают увеличение площади морского льда и опреснение в приполярной Северной Атлантике как возможные причины прошлых холодных периодов, но процессы в тропической Атлантике, по-видимому, не менее важны», — говорит д-р Журавлева. «Фактически, в отличие от северных и средних широт, существует мало информации об этих недавних климатических явлениях в субтропической Атлантике и их влиянии на регионы Северного полушария», — добавляет доктор Хеннинг Баух, палеоклиматолог AWI и GEOMAR, соинициатор и соавтор исследования.
Итак, что происходило в тропической Атлантике во время исторических климатических аномалий и как потенциальные изменения там могли повлиять на циркуляцию океана и климат гораздо севернее? Чтобы ответить на эти вопросы, команда изучила профиль донных отложений южной части Карибского бассейна и реконструировала соленость и температуру поверхностных вод за последние 1700 лет. Среди прочего, исследователи определили изотопный и элементный состав известковых раковин планктона.
Климатические аномалии и их воздействие
Результаты показывают похолодание примерно на 1°C во время Малого ледникового периода. «Это значительное изменение температуры для этого региона», — говорит доктор Махьяр Мохтади, соавтор исследования и руководитель группы по изменчивости климата в низких широтах в MARUM. «Особого внимания заслуживает очередное заметное похолодание в VIII-IX веках. Более низкие температуры в остальном теплом тропическом океане привели к снижению количества осадков в регионе, что совпало с сильными засухами на полуострове Юкатан и упадком классической культуры майя».
Кроме того, исследователи обнаружили, что аномалии холодного климата в приполярной Северной Атлантике и Европе сопровождались ослаблением океанической циркуляции и повышением солености в Карибском бассейне. «Адвекция, или перемещение тропической соли в высокие северные широты, необходима для поддержания высокой плотности поверхности в приполярной Северной Атлантике. Это необходимое условие для общей стабильности крупномасштабной океанической циркуляции, включая перенос теплой воды Гольфстрима, которая отвечает за умеренные температуры в Европе», — говорит д-р Баух.
Таким образом, данные об историческом прошлом позволяют восстановить связь через Северную Атлантику. Первоначальное похолодание может быть вызвано извержениями вулканов, низкой солнечной активностью и обратными связями между морским льдом и океаном на севере. Новое исследование предоставляет доказательства того, что уменьшение перемещения соли в высокие северные широты усилит и продлит эти климатические явления. И наоборот, медленное перемещение аномалий положительной солености из тропиков в конечном итоге приведет к увеличению плотности на поверхности приполярной Северной Атлантики. Это может способствовать переносу тепла океанскими течениями на север, что приводит к более мягким температурам над Европой и Северной Америкой.
«Такая обратная связь по солености известна из истории и была принята для Малого ледникового периода. Однако в отсутствие данных о тропическом океане эти предположения были основаны на менее прямых записях осадков», — говорит д-р Журавлева.
Есть свидетельства того, что Гольфстрим ослабевает и вероятной причиной является антропогенное потепление. Несомненно то, что последствия этого изменения будут глобальными. Степень взаимодействия различных климатических механизмов была открытым вопросом. Это исследование теперь подтверждает, что перенос соли с юга на север является ключевым фактором в вовлеченных процессах.