Тихий океан почав «міняти вік» води: молода вода старіє, а стара — молодшає

Тихий океан може змінитися через глобальне потепління набагато складніше, ніж здається. Вчені змоделювали його майбутнє на століття вперед і виявили парадокс: в одних регіонах вода ставатиме старішою, а в інших — навпаки, молодшатиме.

На перший погляд вода не може мати віку. Але для океанологів це цілком реальна характеристика. Йдеться про те, скільки часу вода перебуває ізольованою від поверхні океану та відкритого повітря.

Поки вода циркулює біля поверхні, вона може знову насичуватися киснем. Але після занурення в глибші шари цей запас поступово витрачається на життєдіяльність морських організмів, бактерій та хімічні реакції. Чим довше вода не повертається на поверхню, тим «старшою» її вважають. І тут виникає проблема глобального потепління.

Тепла вода здатна утримувати менше розчиненого кисню, а нагрівання океану змінює його вертикальну циркуляцію. Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго спробували з’ясувати, як саме ці процеси можуть розвиватися в різних частинах Тихого океану протягом наступних 100 років.

Результати, опубліковані в AGU Advances, виявилися несподіваними.

Молодша вода старітиме, а стара — молодшатиме

Найпомітніші зміни модель показала у верхній частині тихоокеанської термокліни — перехідного шару приблизно на глибині 200–1000 метрів.

Цей шар розташований між теплою, добре перемішаною поверхнею та холоднішими глибокими водами. Потепління посилює температурну різницю між ними, через що шари океану стають більш стабільно розділеними, а вертикальний обмін сповільнюється.

Але наслідки цього процесу виявляються різними залежно від регіону.

У субтропічній частині Північного Тихого океану термокліна значною мірою отримує воду з верхніх шарів. Вона є відносно молодою та свіжою. Якщо перемішування слабшає, ця вода довше залишається ізольованою і поступово «старіє».

У тропічній частині океану ситуація протилежна. Тут на властивості термокліни сильніше впливає давніша вода з нижніх шарів. Коли вертикальний обмін сповільнюється, менше старої води надходить знизу — і в результаті вода в цьому шарі стає «молодшою».

Тобто один і той самий процес — ослаблення вертикальної циркуляції — може давати протилежний результат у різних частинах океану.

В океану є своєрідний «пульт дистанційного керування»

Особливо цікаво, що зміни в Тихому океані можуть бути пов’язані не лише з локальним потеплінням. Дослідники вказують на вплив Південного океану навколо Антарктиди. Потепління цього регіону може змінювати циркуляцію на значних відстанях, впливаючи на те, як вода переміщується між різними шарами Тихого океану.

Фактично частина майбутніх змін у Тихому океані може визначатися процесами, які відбуваються за тисячі кілометрів від місця, де зрештою проявляється їхній ефект.

Саме тому океан складно розглядати як набір незалежних ділянок. Зміни в одному регіоні можуть через глобальну циркуляцію впливати на зовсім інший.

Чи стане океан небезпечнішим для життя?

Поки що дослідники не робили детального прогнозу того, як саме ці зміни позначаться на морських екосистемах. Однак зміни віку води важливі тому, що вони пов’язані з її кисневим режимом.

Чим довше вода залишається ізольованою від поверхні, тим більше кисню можуть споживати біологічні та хімічні процеси. А тепла вода, своєю чергою, здатна утримувати менше кисню.

Найбільш помітні зміни умов для морського життя модель прогнозує для Північного Тихого океану. Водночас у вже існуючих зонах із низьким вмістом кисню ситуація протягом наступного століття може погіршуватися не настільки різко, як можна було б очікувати.

Втім, ці райони вже перебувають у несприятливому стані, тому навіть відносно невеликі зміни можуть мати значення.

Важливо й те, що це модельний прогноз, а не пряме спостереження майбутнього океану. Для точніших оцінок ученим знадобляться складніші моделі, які враховуватимуть, зокрема, майбутні зміни вітрових режимів та інші фактори.

Але головний висновок уже виглядає незвично: потепління не просто поступово нагріває Тихий океан. Воно може перебудовувати його внутрішню циркуляцію так, що одна вода «старітиме», тоді як інша — парадоксальним чином «молодшатиме».