Дослідники виявили відсутню частину головоломки рідкісного розлому в морському льоду навколо Антарктиди, що стався взимку 2016 та 2017 років. Він розкриває ключовий процес, який вислизав від вчених, а саме, як цей отвір, названий полыньей, зміг утворитися і проіснувати кілька тижнів. Результати дослідження були опубліковані 1 травня в науковому журналі Science Advances.
Полынья, яка вислизала від дослідників, називається “Підняття Мод” і іноді утворюється в морі Уедделла в Антарктиді над однойменною підводною горою. Протягом багатьох років полінія “Підняття Мод” утворювалася лише зрідка і на обмежений час, але у 2016 і 2017 роках вона виросла до розмірів Швейцарії.
“Зараз ми розуміємо, що полінія була викликана складною взаємодією між унікальною географією океанського дна і надзвичайно сильним вітром, який створив надзвичайно сильні океанські течії, що транспортують тепло і солону воду до поверхні. Але це також вимагало участі дуже специфічного ключового процесу”, – говорить Фаб’єн Роке, професор фізичної океанографії на факультеті морських наук Гетеборзького університету і один з дослідників, що стоять за цим відкриттям.
Детективна робота з пошуку зниклого шматка
Полыньи є важливими зонами, які допомагають пом’якшити збільшення атмосферного вуглекислого газу і підтримують підвищену біологічну активність у вкритих морським льодом районах. Зазвичай вони утворюються в прибережних районах, коли сильні прибережні вітри дмуть з континенту і відштовхують лід, оголюючи морську воду під ним. Але іноді, як у випадку з підняттям Мод, вони також можуть утворюватися в морському льоді над відкритим океаном, коли тепла вода виноситься на поверхню океанськими течіями.
“Цей висхідний потік теплої води пояснює, як може танути морський лід. Але коли морський лід тане, це призводить до освіження поверхневих вод, що, своєю чергою, повинно зупинити цей висхідний потік. Отже, має відбуватися інший процес, щоб полыньї збереглися. Має бути додаткове надходження солі звідкись”, – говорить Адітья Нараянан, дослідник Національного океанографічного центру (Великобританія) і головний автор дослідження.
Спеціальний процес приніс сіль у регіон
Дослідники розпочали свою детективну роботу, щоб зрозуміти, звідки з’явилася додаткова солона морська вода. Вони використовували карти морського льоду, отримані за допомогою дистанційного зондування, спостереження з автономних поплавків і мічених морських ссавців, а також комп’ютерну модель стану океану.
Вони виявили, що коли надзвичайно сильна течія моря Ведделла протікала навколо піднесення Мод, турбулентні вихори переміщували сіль на вершину морської гори. Звідси процес під назвою “Екманів перенос” допоміг перемістити сіль на північний фланг піднесення Мод, де вперше утворилася полінья. “Перенесення Екмана”, назване на честь шведського океанографа Вагна Вальфріда Екмана, який започаткував дослідження того, як вітер створює океанські течії, – це дуже специфічний процес, який полягає в тому, що вода рухається під кутом 90 градусів до напрямку вітру, що дме зверху, впливаючи на океанські течії.
“Екмантовий транспорт був важливою відсутньою частиною головоломки, яка була необхідна для збільшення сольового балансу і підтримки змішування солі і тепла в напрямку до поверхневих вод”, – говорить Фаб’єн Роке.
Поліни важливі для клімату
Вплив поліній може зберігатися в океані роками після їх утворення. Вони можуть змінювати рух води і те, як течії переносять тепло на континент. Щільні води, що утворюються тут, можуть поширюватися по всьому світовому океану.
“Деякі з тих самих процесів, які були задіяні у формуванні полінії підняття Мод, такі як висхідні потоки глибокої і солоної води, також спричиняють загальне зменшення морського льоду в Південному океані”, – говорить професор Сара Гілле з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, співавтор дослідження.
“Вперше з 1970-х років ми спостерігаємо таку велику і довготривалу полынью в морі Уедделла”, – каже Адітья Нараянан.