Антарктический океан последнего ледникового периода показывает, как критический процесс хранения CO₂ может снова замедлиться

У берегов Антарктиды морской лед отступил к самому южному континенту, и, как крышка, снятая с бутылки из-под газировки, это пониженное давление замедлило процесс критического улавливания углекислого газа, резко ускорив потепление планеты.

Но все это произошло тысячи лет назад и стало одним из похоронных звонов последнего ледникового периода.

И тем не менее, морской лед нашего времени также отступает, поэтому очень важно понять эти океанические процессы, которые оказывают такое глубокое влияние на земной шар.

Океанические качели

Мы давно знали, что потепление Антарктического океана способствовало окончанию последнего ледникового периода, но традиционная гипотеза утверждала, что глубинные воды вокруг Антарктиды и глубокие воды Северной Атлантики нагревались по «качелиной» схеме, «которая предполагает, что когда одно ослабевает, другое усиливается», — говорит Чэнфэй Хэ, климатолог Северо-Восточного университета.

Он — доцент кафедры морских наук и наук об окружающей среде в Северо-Восточном университете — обнаружил нечто, что может стать причиной радикальной переосмысления.

Вместо того, чтобы воды этих двух океанов колебались взад и вперед по мере повышения температуры, Он и его коллеги, используя радиоуглеродное датирование глубоководных отложений морского дна, заметил, что придонные водные образования «одновременно ослаблялись», говорит он. Их исследование опубликовано в журнале Природные коммуникации.

Глубокое хранение воды

Донные воды Антарктики — или AABW, как говорят морские ученые, — «образуются, когда чрезвычайно холодная соленая вода опускается вблизи Антарктиды из-за образования морского льда», — говорит он.

«Эта плотная вода затем течет на север вдоль дно океанав конечном итоге поднимаясь на поверхность», – продолжает он. Сколько и как быстро эта глубинная вода поднимается, называется скоростью опрокидывания, процессом, который связывает все океаны вместе в цикле, называемом термохалинной циркуляцией.

Формирование AABW изолирует огромные количества «атмосферного CO».₂ в глубокий океан на протяжении веков», — говорит он. Если скорость его опрокидывания увеличится, то есть если улавливающие углерод воды в глубоком океане поднимутся на поверхность и высвободят CO2.₂ быстрее — это может стать «критическим переломным моментом, который может резко изменить региональный климат, нарушить погодные условия во всем мире и уменьшить способность океана поглощать углекислый газ.”

Радиоуглеродное датирование… вода?

Углеродное датирование как концепция (или даже просто фраза) знакомо многим, но как мы можем датировать океан по углероду, не говоря уже о его движении?

Он говорит, что радиоуглерод — особый изотоп углерода, «радио», поскольку он радиоактивен и, следовательно, распадается с предсказуемой скоростью, — «действует в морской воде как естественные часы».

Когда морская вода находится на поверхности, она приобретает современный изотоп радиоуглерода. По мере того, как он тонет (возможно, становясь частью образования AABW), радиоуглерод затем распадается с известной скоростью и в конечном итоге откладывается на морском дне, где ученые могут собрать образцы керна.

Но с помощью «современной модели системы Земли, в которой мы отслеживаем как движение воды, так и радиоуглерод во времени», говорит он, они сделали удивительное наблюдение: «То, что выглядело как более быстро движущаяся глубинная вода в Южном океане 17 000 лет назад, на самом деле было более медленно движущейся водой, которая только началась с более молодого возраста радиоуглерода на поверхности».

В ранний период дегляциации, между 15 000 и 17 000 лет назад, морской лед отступил, а формирование антарктических придонных вод ослабло, то есть процесс, который создает AABW, замедлился, улавливая меньше CO.₂ через некоторое время.

Климатический лидер

Согласно модели исследователей, это предполагает, что два пласта придонной воды — Северная Атлантика и Антарктика — ослабели одновременно, как будто два массивных хранилища внезапно перестали принимать больше CO.₂.

«Внезапно» здесь — порядка 2 тысячелетий, но на его долю приходится половина всего CO.₂ Согласно докладу, этот показатель будет расти на протяжении всей 8000-летней дегляциации.

«Сегодня мы наблюдаем аналогичные закономерности», — пишет он. «Недавние наблюдения показывают, что AABW ослабевает по мере нагревания Южного океана.

«Понимание того, как эти огромные водные массы вели себя во время прошлых климатических изменений, помогает нам лучше прогнозировать будущие изменения», — говорит он.

Поскольку океаны продолжают нагреваться, улавливание углерода в глубинах океана будет все больше и больше замедляться, «потенциально влияя на глобальное распределение тепла, секвестрацию углерода и региональные климатические модели».

Эта история перепечатана с разрешения Northeastern Global News. news.northeastern.edu.