Глубоководные волны могут влиять на климат на больших расстояниях

Глубоководные мельчайшие волны способны влиять на климат на расстоянии в тысячи километров. К такому выводу пришли исследователи, чья работа опубликована в Nature Communications. По их данным, процессы в толще океана могут менять то, что происходит на поверхности, причем речь идет не только о долгих временных отрезках, но и об изменениях в пределах одного года.

Раньше ученые считали, что турбулентность в глубинах океана важна в основном в масштабе столетий и тысячелетий. Однако новое исследование показывает, что небольшие движения воды, происходящие далеко под поверхностью, способны влиять на перенос тепла, углерода и питательных веществ гораздо быстрее, чем считалось прежде.

Чтобы изучить эти процессы, специалисты использовали уже собранные физические и химические данные. Особое внимание они уделили тому, как глубинная турбулентность воздействует на глобальную климатическую систему в разных временных масштабах. Для этого ученые проанализировали поведение хлорфторуглеродов, которые когда-то применялись в холодильниках и аэрозолях, а затем попали в океан из атмосферы до введения запрета в 1980-х годах.

Поскольку такие вещества не встречаются в морской воде естественным образом, их наличие помогает определить, когда глубинные воды в последний раз смешивались с поверхностью. Это позволяет оценить скорость перемещения водных масс по планете. По расчетам исследователей, всего за 40 лет некоторые глубинные воды перенесли эти соединения от Антарктиды до центральной части Тихого океана и северной части Индийского океана.

Для проверки своих выводов ученые также использовали эксперимент с красителем, который вводили в океан в заранее известной точке и на определенной глубине. В одном из таких опытов вещество попало в глубокий каньон в районе впадины Рокалл недалеко от Великобритании. Вместо того чтобы просто рассеяться, как ожидалось, краситель начал подниматься вверх и продвигался к поверхности со скоростью до 100 метров в сутки.

Авторы работы считают, что понимание таких малых процессов необходимо по нескольким причинам. От того, насколько эффективно питательные вещества поднимаются из глубины к поверхности, зависит морская пищевая цепь, а значит, и состояние экосистем и мирового рыболовства. Кроме того, перенос тепла между глубокими и верхними слоями океана влияет на таяние арктического и антарктического льда, а также на уровень моря, силу штормов и риск наводнений.

При этом современные климатические модели пока плохо учитывают подобные явления. Сравнение реальных измерений по CFC и данным о красителе с модельными расчетами показало заметное расхождение: модели недооценивают масштабы перемешивания и вертикального движения воды. По словам ученых, это связано с тем, что в расчетах до сих пор используются упрощенные параметры, разработанные еще в 1990-х годах.

Исследователи считают, что климатические модели нужно обновлять с учетом новых представлений о глубинном перемешивании океана. Это поможет точнее понимать изменения климата и принимать решения о будущем. При этом наблюдать за такими малыми процессами по-прежнему сложно, а редкость измерений остается серьезным препятствием для науки.