Антарктическое циркумполярное течение (АЦТ) — крупнейшее на Земле: его расход оценивают примерно в 173 млн м³/с (≈173 свердрупа), то есть оно в разы сильнее Гольфстрима и на порядки мощнее Амазонки.
Новые данные по морским осадкам показывают, что сегодня АЦТ течёт в несколько раз медленнее, чем во время предпоследнего тёплого периода ~130 тыс. лет назад. Наблюдения и моделирование также указывают: антропогенное потепление и опреснение Южного океана способны дополнительно замедлить это течение к середине века. Последствия затронут климат, уровень моря, рыболовство и устойчивость экосистем Антарктики.
АЦТ — единственное на планете замкнутое кольцевое течение, свободно огибающее Антарктиду и соединяющее Атлантику, Индийский и Тихий океаны. Его "двигатель" — мощные западные ветры Широт Рёвущих Сороковых и Неистовых Пятидесятых, а "трансмиссия" — контраст плотности вод, формируемый температурой и солёностью.
Зачем оно нужно миру:
Теплообмен: перераспределяет энергию между океанами, сглаживая региональные контрасты.
Углерод: Южный океан поглощает значимую долю CO₂; циркуляция АЦТ помогает затягивать углерод в глубины.
Питательные вещества: поднимает богатые нитратами и фосфатами воды, подпитывая продуктивность океана и мировое рыболовство.
Барьерность: охлаждённый "пояс" вокруг Антарктиды ограничивает проникновение тёплых вод и инвазивных видов к ледовым шельфам.
Океан — плохой архив для камер, но отличный — для микрочастиц. Когда близо дном ускоряется поток, он переносит и сортирует частицы осадка. Изучая керны донных отложений (например, из моря Скотия) и сопоставляя их гранулометрию, магнитные свойства, изотопные и биомаркёры, исследователи реконструируют относительную скорость и положение струй АЦТ. Датировка ведётся по сочетанию радиоуглерода (для молодого интервала), кислородно-изотопной стратиграфии и оптически стимулированной люминесценции (OSL) для более древних слоёв.
Вывод из таких архивов: во второй межледниковый максимум (~130 тыс. лет назад), при сопоставимой глобальной температуре, струи АЦТ шли быстрее и располагались южнее нынешних. Ключ к разгадке — циклы Миланковича (изменения орбиты и наклона Земли), задающие рисунок солнечной радиации по широтам и усиливающие ветровой форсинг над Южным океаном.
Интуитивно можно подумать: сильнее ветры — быстрее течение. Но в реальности вместе с усилением ветров действуют и стратифицирующие факторы:
Преснение от таяния шельфовых ледников и айсбергов делает поверхностные воды легче, усиливает стабильную стратификацию и слабит перемешивание.
Охлаждение поверхностного слоя вблизи тающих кромок + поступление очень холодной пресной воды формируют "крышку", затрудняющую обмен с глубинами.
Сдвиги фронтов и струй АЦТ меняют геометрию путей переноса тепла к ледовым шельфам.
Совокупный эффект в моделях следующего поколения (с высокой горизонтальной и вертикальной детализацией процессов смешения) — дополнительное замедление ключевых компонентов циркуляции Южного океана к середине XXI века.
Климат и погода.
Сбой в "поясе переносов" вокруг Антарктиды влияет на распределение тепла и влаги во всех басейнах. Это повышает вариабельность и риск экстремальных явлений (аномальные шторма, засухи, волны тепла на морях южного полушария).
Уровень моря.
Если ослабнет "барьер" холодных вод, тёплые глубинные массы легче проникнут под шельфовые ледники (например, в море Амундсена), ускоряя их подплав снизу. Это критично для устойчивости Западно-Антарктического ледового щита — одного из крупнейших потенциальных источников повышения уровня моря.
Углеродный насос.
Слабее вертикальный обмен — хуже поглощение и "затыкание" CO₂ в глубины. Это уменьшает буферную роль океана, усиливая обратную связь с атмосферой и темпами глобального потепления.
Биологическая продуктивность и рыболовство.
Перенос питательных веществ — "кровообращение" Южного океана. Сдвиги во фронтах и апвеллинге меняют кормовые базы криля, пелагических рыб, кальмаров — с прямым влиянием на международное рыболовство и пищевые сети (пингвины, тюлени, киты).
Инвазии видов.
Ослабление гидрологического барьера повышает шанс проникновения теплолюбивых видов (включая бурые водоросли и беспозвоночных), что может трансформировать местные сообщества.
Предыдущие тёплые эпохи (в частности, Последний межледниковый период, Eemian, ~129-116 тыс. лет назад) демонстрируют, как орбитальная настройка способна усилить ветра, сместить фронты и ускорить циркуляцию. Отличие нашего времени — быстрый антропогенный импульс: рост парниковых газов, масштабы и темпы преснения, скорость потепления. Там, где природная "педаль газа" ветров работает вместе с "ручником" пресной воды, итог не всегда предсказуем без детальных моделей и наблюдений.
Инструменты:
Автономные платформы Argo/SOCCOM (профили температуры, солёности, кислорода, pH).
Дрейфующие буи, спутниковая альтиметрия (высота уровня — прокси для геострофических течений).
Морские обсерватории на пролётах струй (море Дрейка, проливы между хребтами).
Судовые разрезы, глайдеры и батитермографы для детальных "срезов" фронтов.
Палеоархивы (осадки, микрофоссилии, изотопные ряды) для контекста сотен тысяч лет.
Приоритеты:
Улучшать параметризацию смешения в моделях (подлёдные полости, приливное и ветровое перемешивание).
Расширять сеть наблюдений у ключевых шельфовых ледников (Туэйтса, Пайн-Айленд).
Снижать эмиссии парниковых газов - это базовый рычаг уменьшения преснения и темпов потепления.
Адаптировать рыболовные квоты и расширять морские ООПТ в Южном океане, учитывая сдвиги в продуктивности.
Палеореконструкции дают относительные оценки скорости и положения струй, а не "узловую" карту течений — их нужно интерпретировать вместе с современными наблюдениями и моделями.
Ветровой форсинг и преснение работают противонаправленно на разных вертикальных масштабах; итог зависит от тонкого баланса локальных процессов.
Южный океан крайне неоднороден: выводы по одному сектору (например, море Скотия) не автоматически переносятся на весь пояс.
Что именно "замедляется" — вся циркумполярная струя или отдельные её ветви?
Говорят о слаблении циркуляции в целом и смещениях фронтов. По секторам картина различается: где-то скорость падает, где-то меняется вертикальная структура и глубинный обмен.
Почему усиление ветров не компенсирует преснение?
Потому что пресная, холодная вода делает поверхностный слой легче, гася вертикальное перемешивание. В результате энергия ветра тратится "вширь", а не "вглубь", и эффективность тепло- и массопереноса падает.
Связано ли это с таянием морского льда вокруг Антарктиды?
Да, косвенно. Ослабление барьерной роли АЦТ облегчает доступ тёплой воды к кромке льда. Это ускоряет региональные циклы таяния, меняя стратификацию и обратные связи с ветрами.
Усиливает ли замедление АЦТ повышение уровня моря у нас дома?
Через ускорение подплава шельфов — да, в многолетнем горизонте. Пространственное распределение подъёма уровня моря зависит от гравитационных и динамических эффектов, но вклад Антарктики — один из ключевых.
Что важнее для углеродного баланса — ветра или преснение?
Для поглощения CO₂ критична способность Южного океана "затапливать" углерод в глубины. При сильной стратификации этот насос слабеет, даже если ветра ускоряются.
Можно ли "починить" АЦТ локальными вмешательствами?
Нет. Это планетарная система, и главный управляющий рычаг — снижение глобальных выбросов, плюс адаптация политики управления морскими ресурсами к меняющейся продуктивности.