Тонкий механизм Антарктиды дал сбой: последствия уйдут на дно океана

Команда Гвитера связала таяние ледника Амери со снижением плотности воды

В Восточной Антарктиде формирование одной из ключевых водных масс Мирового океана зависит от хрупкого сезонного равновесия. Моделирование показывает, что его нарушение способно сократить экспорт антарктических нижних вод более чем на треть. Эти процессы разворачиваются у мыса Дарнли, где зима, морской лед и ветры определяют судьбу глубинной циркуляции. Об этом сообщает научное издание со ссылкой на исследование австралийских океанологов.

Почему мыс Дарнли играет особую роль

Мыс Дарнли считается одним из важнейших районов образования антарктических нижних вод — плотной, холодной и насыщенной кислородом массы, которая заполняет до 30-40% глубин океана. Процесс начинается в полинье — устойчивом участке открытой воды среди зимнего морского льда, где интенсивное замерзание повышает солёность и плотность прибрежной воды.

Регион расположен примерно в 3 000 километрах от материковой Австралии, поэтому наблюдения здесь во многом опираются на автономные приборы и моделирование. Всего несколько прибрежных зон Антарктиды отвечают за основное производство этой воды, и каждая из них становится критически важной при изменении климата и ледовых условий.

На мысе Дарнли ключевым фактором остается противостояние между пресной талой водой шельфового ледника Амери и солёными водами полиньи Маккензи, чья роль в полярных процессах сопоставима с тем, как антарктический морской лед влияет на глобальный климат.

Баланс между таянием и замерзанием

Антарктическая нижняя вода формируется, когда плотная прибрежная вода соскальзывает с континентального шельфа и уходит в глубины океана. Этот процесс особенно активен зимой, когда сильные ветры отгоняют лед от побережья, создавая условия для повторного замерзания и выброса соли в воду.

Исследование под руководством доктора Дэвида Гвитера из Университета Квинсленда показало, что усиление базального таяния ледника Амери снижает плотность воды. В моделях удвоение объёма талой воды уменьшало зимний экспорт нижней воды примерно на 7%, что указывает на чувствительность системы даже к умеренным изменениям.

Уязвимость полиньи Маккензи

Наиболее резкое падение экспорта — до 36% — наблюдалось в сценариях, где прекращалась работа полиньи Маккензи. Если ветры ослабевают или морской лед дольше удерживается у побережья, открытая вода не формируется, а значит, замерзание и засоление воды сокращаются.

Без этого механизма солёная прибрежная вода не достигает критической плотности. В результате уменьшается объем воды, погружающейся на дно и питающей глобальную циркуляцию, аналогично тому, как изменения в Антарктике уже отражаются на глубоководных течениях Южного океана.

Как моделировали глубоководные процессы

Исследователи использовали численную модель, отслеживающую изменения солёности, температуры и течений в районе мыса Дарнли. В расчетах учитывались данные о ветрах, росте морского льда и притоке талой воды.

Симуляции показали, что сильные прибрежные ветры играют решающую роль. Они очищают поверхность от льда, позволяя воде терять тепло и замерзать вновь. При каждом цикле замерзания оставшаяся вода становится солонее и тяжелее, подготавливая условия для формирования нижней воды.

Зимний пик и сезонные сдвиги

Максимальное образование антарктических нижних вод приходится на зимние месяцы, когда морозы усиливают рост морского льда. Летнее таяние под ледником Амери может изменить стартовые условия, делая воду менее плотной перед следующей зимой.

Позднее начало замерзания или раннее весеннее потепление сокращают период активного экспорта. Даже небольшие сдвиги во времени могут существенно повлиять на объем воды, уходящей в глубины океана и переносящей холод, кислород и углерод.

Последствия для глубин океана

Наблюдения последних лет показывают, что антарктическая нижняя вода становится менее солёной и её объем постепенно сокращается. Поскольку обновление глубинных вод занимает десятилетия, даже слабые изменения плотности у побережья Антарктиды имеют долгосрочный эффект.

Ослабление формирования нижней воды снижает способность океана накапливать тепло и углерод в глубине. Это оставляет больше энергии в поверхностных слоях и может влиять на уровень моря и распределение осадков в разных регионах планеты.

Сравнение: стабильное и ослабленное образование нижней воды

При стабильных ветрах и активной полинье Маккензи система поддерживает регулярный экспорт плотной воды. При усиленном таянии и снижении замерзания баланс смещается, и объем глубоководного стока резко падает. Это различие показывает, насколько тонким остается климатический контроль над процессами в Южном океане.

Плюсы и минусы моделирования таких процессов

Модели позволяют оценивать сценарии, недоступные прямым наблюдениям, особенно в удаленных районах Антарктиды. Однако они зависят от качества данных о ветрах и морском льде. Пробелы в наблюдениях могут усиливать неопределенность результатов.