Исследователи обнаружили недостающую часть головоломки за редким отверстием в морском льду вокруг Антарктиды, которое было почти в два раза больше Уэльса и произошло зимой 2016 и 2017 годов. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, раскрывает ключевой процесс, который ускользнул от учёных относительно того, как отверстие, называемое полыньей, могло формироваться и сохраняться в течение нескольких недель.
Команда исследователей из Университета Саутгемптона, Университета Гетеборга и Калифорнийского университета в Сан-Диего изучила полынью Мод-Райз, названную в честь затопленного горного объекта в море Уэдделла, над которым она растет.
Они обнаружили, что полынья возникла в результате сложного взаимодействия ветра, океанских течений и уникальной географии дна океана, переносящего тепло и соль на поверхность.
В Антарктиде поверхность океана зимой замерзает, а площадь морского льда примерно в два раза превышает площадь континентальной части Соединенных Штатов.
В прибрежных районах открытия морского льда происходят каждый год. Здесь сильные прибрежные ветры сдувают континент и отталкивают лед, обнажая морскую воду внизу. Гораздо реже эти полыньи образуются во льду над открытым океаном, в сотнях километров от побережья, где глубина моря составляет тысячи метров.
Адитья Нараянан, научный сотрудник Университета Саутгемптона, руководивший исследованием, сказал: «Полынья Мод-Райз была открыта в 1970-х годах, когда были впервые запущены спутники дистанционного зондирования, которые могут видеть морской лед над Южным океаном. последовательные зимы с 1974 по 1976 год, и тогда океанографы предполагали, что это будет ежегодное явление. Но с 1970-х годов это происходит лишь спорадически и на короткие промежутки времени. В 2017 году впервые с 1970-х годов в море Уэдделла появилась такая большая и долгоживущая полынья».
В 2016 и 2017 годах большое круговое океанское течение вокруг моря Уэдделла усилилось. Одним из последствий этого является то, что глубокий слой теплой соленой воды поднимается, что облегчает вертикальное смешивание соли и тепла с поверхностной водой.
Фабьен Роке, профессор физической океанографии в Университете Гетеборга и соавтор исследования, сказал: «Этот апвеллинг помогает объяснить, как может таять морской лед. Но по мере таяния морского льда это приводит к опреснению поверхностных вод. , что, в свою очередь, должно положить конец смешиванию. Значит, для продолжения полыньи должен происходить другой процесс. Откуда-то должен быть дополнительный приток соли».
Исследователи использовали карты морского льда дистанционного зондирования, наблюдения с автономных поплавков и помеченных морских млекопитающих, а также вычислительную модель состояния океана. Они обнаружили, что, когда течение моря Уэдделла обтекало Мод Райз, бурные водовороты перемещали соль на вершину морской горы.
Отсюда процесс, получивший название «транспорт Экмана», помог переместить соль на северный склон возвышенности Мод, где впервые образовалась полынья. Транспорт Экмана предполагает движение воды под углом 90 градусов к направлению ветра, дующего сверху, что влияет на океанские течения.
«Транспорт Экмана был важным недостающим ингредиентом, который был необходим для увеличения баланса соли и поддержания смешивания соли и тепла с поверхностными водами», — сказал соавтор профессор Альберто Навейра Гарабато, также из Университета Саутгемптона.
Полыньи — это области, где происходит огромный перенос тепла и углерода между океаном и атмосферой. Настолько, что они могут повлиять на тепловой и углеродный баланс региона.
Профессор Сара Гилле из Калифорнийского университета в Сан-Диего, еще один соавтор исследования, сказала: «Отпечатки полыней могут оставаться в воде в течение нескольких лет после того, как они сформировались. Они могут изменить то, как вода движется и как течения переносят тепло. в сторону континента. Плотные воды, образующиеся здесь, могут распространиться по всему мировому океану».
Некоторые из тех же процессов, которые участвовали в формировании полыньи Мод-Райз, такие как подъем глубоких и соленых вод, также способствуют общему сокращению морского льда в Южном океане.
Профессор Гилле добавил: «Впервые с начала наблюдений в 1970-х годах наблюдается отрицательная тенденция изменения морского льда в Южном океане, которая началась примерно в 2016 году. До этого он оставался несколько стабильным».
