Глубинный мотор Земли теряет мощность: сбой у берегов Антарктиды грозит всему океану

В глубинах Южного океана формируется водная масса, от которой зависит циркуляция всего Мирового океана. Один из ключевых участков этого процесса — мыс Дарнли в Восточной Антарктиде, где зимой рождается антарктическая донная вода. Компьютерное моделирование показывает, что даже небольшое нарушение хрупкого баланса льда, ветров и солёности может заметно ослабить этот механизм. Об этом сообщает Earth.

Фото: Designed by Freepik by ojosujono96, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Лёд

Почему мыс Дарнли так важен для океана

Антарктическая донная вода образуется, когда поверхностная морская вода становится достаточно солёной и плотной, чтобы опуститься на дно и запустить глобальную систему океанического "опрокидывания". Эта масса воды заполняет до 40% объёма мирового океана и играет ключевую роль в переносе холода, кислорода и углерода в глубинные слои — процессы, которые всё чаще связывают с тем, как водовороты подбираются к ледяному щиту Антарктиды.

Мыс Дарнли — один из четырёх основных регионов, где формируется такая вода. Он расположен примерно в 3000 км от Австралии, поэтому зимние наблюдения здесь в основном ведутся с помощью дистанционных инструментов и моделей. Исследование возглавил доктор Дэвид Гвитер из Университета Квинсленда, изучающий взаимодействие антарктических ветров, морского льда и подлёдного таяния.

"Талая вода шельфового ледника Амери опресняет воду, которая движется на север к мысу Дарнли", — отметил доктор Дэвид Гвитер.

Полынья, ледник и хрупкий баланс солёности

Ключевую роль в регионе играет полынья Маккензи — устойчивый участок открытой воды в зимнем морском льду. Постоянные прибрежные ветры выдувают лёд, позволяя воде снова и снова замерзать. При этом соль остаётся в воде, повышая её плотность и компенсируя приток пресной талой воды от ледника Амери.

Именно этот "перетягивание каната" между опреснением и засолением определяет, сколько плотной воды сможет сформироваться за зиму. Моделирование показало: если производство морского льда в полынье прекращается, экспорт донной воды с мыса Дарнли может сократиться до 36%.

Как таяние льда меняет погружение воды

Базальное таяние шельфового ледника добавляет в океан пресную воду, снижая плотность прибрежных слоёв. В экспериментах удвоение таяния ледника Амери уменьшало зимний экспорт донной воды примерно на 7%. Хотя эффект кажется умеренным, он устойчив и усиливает стратификацию — лёгкая вода "ложится" поверх тяжёлой, мешая перемешиванию.

Ослабление ветров или уплотнение прибрежного льда также сокращают площадь открытой воды, где может происходить замерзание. Это напрямую снижает объёмы образования плотной прибрежной воды.

Зимний цикл формирования глубинных вод

Наибольшая интенсивность образования антарктической донной воды приходится на зиму, когда температура воздуха минимальна, а рост морского льда максимален. Летом подлёдное таяние под шельфом Амери посылает к мысу Дарнли более лёгкую воду, из-за чего следующему зимнему сезону приходится "работать усерднее".

Позднее наступление заморозков может отсрочить начало экспорта плотной воды с континентального шельфа, а раннее весеннее потепление — завершить его раньше. Сформировавшаяся тяжёлая вода сползает по дну, смешивается с глубокими слоями и медленно распространяется на север, напоминая о том, как глубинные воды ведут свою игру подо льдом Антарктиды.

Что происходит с глубоким океаном сейчас

Наблюдения последних лет показывают, что антарктическая донная вода постепенно становится менее солёной и сокращается по объёму. Поскольку обновление глубинных вод происходит очень медленно, даже небольшие изменения плотности у берегов Антарктиды могут сохраняться десятилетиями.

Ослабление этого процесса означает меньшее накопление тепла и углерода в глубинах и большее количество энергии у поверхности. В перспективе это способно повлиять на уровень моря и режим осадков в разных регионах планеты.

Сравнение факторов, влияющих на образование донной воды

Образование донной воды зависит от нескольких ключевых процессов. Морской лёд повышает солёность за счёт вымораживания соли и усиливает погружение воды. Таяние ледников, наоборот, опресняет прибрежные слои и снижает их плотность. Ветровой режим определяет, будет ли сохраняться открытая вода в полыньях, необходимых для активного льдообразования.

Плюсы и минусы изменений в системе

Изменения в антарктической системе несут разные последствия. С одной стороны, усиленное таяние снижает экстремальные зимние условия у побережья. С другой — ослабляет глобальную океаническую циркуляцию.

• Плюсы: уменьшение локальной солёности, потенциальное снижение ледовых нагрузок.
• Минусы: сокращение глубокого хранения тепла и углерода, влияние на климат и уровень моря.

Популярные вопросы о глубинных водах Антарктиды

Почему антарктическая донная вода так важна для климата?
Она регулирует перенос тепла, кислорода и углерода в глубинные слои океана.

Что сильнее влияет на её образование — ветер или таяние льда?
Оба фактора важны, но моделирование показывает, что прекращение льдообразования в полыньях оказывает наиболее сильный эффект.

Можно ли восстановить этот процесс при изменении климата?
Полностью — вряд ли, но точные данные о ветрах и морском льде помогут лучше прогнозировать изменения.