Οι καμπάνες και της Ανταρκτικής χτυπούν: τα βαθιά ωκεάνια ρεύματα επιβραδύνονται νωρίτερα από ό,τι προβλεπόταν
Kathryn L. Gunn,Stephen R. Rintoul,Matthew H. England & Melissa M. Bowen. Recent reduced abyssal overturning and ventilation in the Australian Antarctic Basin,.
Η Ανταρκτική θέτει τις βάσεις για τον μεγαλύτερο καταρράκτη του κόσμου. Η δράση λαμβάνει χώρα κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού. Εδώ, τρισεκατομμύρια τόνοι κρύου, πυκνού, πλούσιου σε οξυγόνο νερού ρέουν από την υφαλοκρηπίδα και βυθίζονται σε μεγάλα βάθη. Αυτό το «νερό βυθού» της Ανταρκτικής στη συνέχεια εξαπλώνεται βόρεια κατά μήκος του πυθμένα της θάλασσας σε βαθιά ωκεάνια ρεύματα, πριν ανέβει προς την επιφάνεια αργά, χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά.
Με αυτόν τον τρόπο, η Ανταρκτική οδηγεί ένα παγκόσμιο δίκτυο ωκεάνιων ρευμάτων που ονομάζεται «ανατροπή της κυκλοφορίας» που αναδιανέμει τη θερμότητα, τον άνθρακα και τα θρεπτικά συστατικά σε όλο τον κόσμο. Η ανατροπή είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση σταθερού κλίματος της Γης. Είναι επίσης ο κύριος τρόπος με τον οποίο το οξυγόνο φτάνει στον βαθύ ωκεανό.
Αλλά υπάρχουν ενδείξεις ότι αυτή η κυκλοφορία επιβραδύνεται και συμβαίνει δεκαετίες νωρίτερα από ό, τι είχε προβλεφθεί. Αυτή η επιβράδυνση έχει τη δυνατότητα να διαταράξει τη σύνδεση μεταξύ των ακτών της Ανταρκτικής και του βαθιού ωκεανού, με βαθιές συνέπειες για το κλίμα της Γης, τη στάθμη της θάλασσας και τη θαλάσσια ζωή.
Η νέα έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Climate Change, χρησιμοποιεί πραγματικές παρατηρήσεις για να αποκρυπτογραφήσει πώς και γιατί ο βαθύς ωκεανός γύρω από την Ανταρκτική έχει αλλάξει τις τελευταίες τρεις δεκαετίες. Οι μετρήσεις δείχνουν ότι η ανατροπή της κυκλοφορίας έχει επιβραδυνθεί σχεδόν κατά το ένα τρίτο (30%) και τα επίπεδα οξυγόνου στα βαθιά των ωκεανών μειώνονται. Αυτό συμβαίνει ακόμη νωρίτερα από ό, τι προέβλεπαν τα κλιματικά μοντέλα.
 |
| Τώρα αυτό είναι ένας καταρράκτης: πυκνό νερό που ρέει από την ηπειρωτική υφαλοκρηπίδα στον βαθύ ωκεανό στη Θάλασσα Ρος. Consortium for Ocean-Sea Ice Modelling in Australia (COSIMA) and National Computational Infrastructure. |
Βρέθηκε ότι το λιώσιμο των πάγων της Ανταρκτικής διαταράσσει το σχηματισμό του νερού του πυθμένα της Ανταρκτικής. Το λιωμένο νερό κάνει τα επιφανειακά ύδατα της Ανταρκτικής πιο φρέσκα, λιγότερο πυκνά και επομένως λιγότερο πιθανό να βυθιστούν. Αυτό βάζει φρένο στην ανατροπή της κυκλοφορίας.
Τι ακριβώς συμβαίνει
Καθώς η ροή του νερού του πυθμένα επιβραδύνεται, η παροχή οξυγόνου στον βαθύ ωκεανό μειώνεται. Το συρρικνούμενο πλούσιο σε οξυγόνο στρώμα νερού αντικαθίσταται στη συνέχεια από θερμότερα νερά που είναι χαμηλότερα σε οξυγόνο, μειώνοντας περαιτέρω τα επίπεδα οξυγόνου.
Τα ωκεάνια ζώα, μεγάλα και μικρά, ανταποκρίνονται ακόμη και σε μικρές αλλαγές στο οξυγόνο. Τα ζώα βαθέων ωκεανών είναι προσαρμοσμένα σε συνθήκες χαμηλού οξυγόνου, αλλά πρέπει ακόμα να αναπνέουν. Οι απώλειες οξυγόνου μπορεί να τους αναγκάσουν να αναζητήσουν καταφύγιο σε άλλες περιοχές ή να προσαρμόσουν τη συμπεριφορά τους. Τα μοντέλα δείχνουν ότι είμαστε εγκλωβισμένοι σε μια συρρίκνωση του «βιώσιμου» περιβάλλοντος που είναι διαθέσιμο σε αυτά τα ζώα με αναμενόμενη μείωση έως και 25%.
Circulus vitiosus
Η επιβράδυνση της ανατροπής μπορεί επίσης να εντείνει την υπερθέρμανση του πλανήτη. Η ανατρεπτική κυκλοφορία μεταφέρει διοξείδιο του άνθρακα και θερμότητα στον βαθύ ωκεανό, όπου αποθηκεύεται μακρυά από την ατμόσφαιρα. Καθώς μειώνεται η ικανότητα αποθήκευσης των ωκεανών, περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα και θερμότητα παραμένουν στην ατμόσφαιρα. Αυτή η ανατροφοδότηση επιταχύνει την υπερθέρμανση του πλανήτη..
Η μείωση της ποσότητας του νερού του πυθμένα της Ανταρκτικής που φτάνει στον πυθμένα του ωκεανού αυξάνει επίσης τη στάθμη της θάλασσας , επειδή το θερμότερο νερό που το αντικαθιστά καταλαμβάνει περισσότερο χώρο (θερμική διαστολή).
 |
| Το φρεσκάρισμα των νερών της υφαλοκρηπίδας μειώνει τη ροή πυκνών υδάτων και επιβραδύνει τα βαθύτερα τμήματα της ανατρεπόμενης κυκλοφορίας, ενώ παράλληλα μειώνει την οξυγόνωση του πυθμένα. Kathy Gunn, Συγγραφέας που το έδωσε. |
Σημάδια μιας ανησυχητικής μεταβολής
Η παρατήρηση του βυθού είναι δύσκολη. Ο Νότιος Ωκεανός είναι απομακρυσμένος και φιλοξενεί τους ισχυρότερους ανέμους και τα μεγαλύτερα κύματα στον πλανήτη. Η πρόσβαση περιορίζεται επίσης από τον θαλάσσιο πάγο κατά τη διάρκεια του χειμώνα, όταν σχηματίζεται βυθός.
Αυτό σημαίνει ότι οι παρατηρήσεις του βαθιού Νότιου Ωκεανού είναι αραιές. Παρ 'όλα αυτά, οι επαναλαμβανόμενες μετρήσεις πλήρους βάθους που ελήφθησαν από τα ταξίδια των πλοίων έδωσαν αναλαμπές στις αλλαγές που βρίσκονται σε εξέλιξη στον βαθύ ωκεανό. Το κάτω στρώμα νερού γίνεται θερμότερο, λιγότερο πυκνό και λεπτότερο.
Δορυφορικά δεδομένα δείχνουν ότι το στρώμα πάγου της Ανταρκτικής συρρικνώνεται. Οι μετρήσεις των ωκεανών που ελήφθησαν κατάντη των περιοχών ταχείας τήξης δείχνουν ότι το λιωμένο νερό μειώνει την αλατότητα (και την πυκνότητα) των παράκτιων υδάτων.
Τι έκαναν οι ερευνητές?
Συνδύασαν διαφορετικούς τύπους παρατηρήσεων με έναν νέο τρόπο, εκμεταλλευόμενοι κάθε μία από τις δυνάμεις τους.
Οι μετρήσεις πλήρους βάθους που συλλέγονται από τα πλοία παρέχουν στιγμιότυπα της πυκνότητας των ωκεανών, αλλά συνήθως επαναλαμβάνονται περίπου μία φορά τη δεκαετία. Τα αγκυροβολημένα όργανα, από την άλλη πλευρά, παρέχουν συνεχείς μετρήσεις πυκνότητας και ταχύτητας, αλλά μόνο για περιορισμένο χρονικό διάστημα σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία.
Ανέπτυξαν μια νέα προσέγγιση που συνδυάζει δεδομένα πλοίων, αρχεία πρόσδεσης και αριθμητική προσομοίωση υψηλής ανάλυσης για τον υπολογισμό της ισχύος της ροής του νερού του πυθμένα της Ανταρκτικής και πόσο οξυγόνο μεταφέρει στον βαθύ ωκεανό.
Η μελέτη επικεντρώθηκε σε μια βαθιά λεκάνη νότια της Αυστραλίας που λαμβάνει νερό πυθμένα από διάφορες πηγές. Αυτές οι πηγές βρίσκονται κατάντη μεγάλων εισροών λιωμένου νερού, οπότε αυτή η περιοχή είναι πιθανό να παρέχει έγκαιρη προειδοποίηση για τις βαθιές ωκεάνιες αλλαγές που προκαλούνται από το κλίμα.
Τα ευρήματα είναι εντυπωσιακά. Σε διάστημα τριών δεκαετιών, μεταξύ 1992 και 2017, η ανατροπή της κυκλοφορίας αυτής της περιοχής επιβραδύνθηκε σχεδόν κατά το ένα τρίτο (30%) προκαλώντας λιγότερο οξυγόνο να φτάσει στα βαθιά. Αυτή η επιβράδυνση προκλήθηκε από το φρεσκάρισμα κοντά στην Ανταρκτική.
Βρέθηκε ότι αυτό το φρεσκάρισμα νερού μειώνει την πυκνότητα και τον όγκο του νερού του πυθμένα της Ανταρκτικής που σχηματίζεται, καθώς και την ταχύτητα με την οποία ρέει.
Η παρατηρούμενη επιβράδυνση θα ήταν ακόμη μεγαλύτερη αν δεν υπήρχε ένα βραχύβιο κλιματικό γεγονός που οδήγησε σε μερική και προσωρινή ανάκαμψη του σχηματισμού νερού πυθμένα. Η ανάκαμψη, που οφείλεται στην αυξημένη αλατότητα, απεικονίζει περαιτέρω την ευαισθησία του σχηματισμού νερού πυθμένα στις αλλαγές αλατότητας στην υφαλοκρηπίδα της Ανταρκτικής.
Ανησυχητικό είναι το γεγονός ότι οι παρατηρήσεις αυτές δείχνουν ότι οι αλλαγές που προβλέπεται να συμβούν μέχρι το 2050 βρίσκονται ήδη σε εξέλιξη.
Και μετά;
Η απώλεια πάγου από την Ανταρκτική αναμένεται να συνεχιστεί, ακόμη και να επιταχυνθεί, καθώς ο κόσμος θερμαίνεται. Είναι σχεδόν βέβαιο ότι θα ξεπεράσουμε το όριο του 1,5°C για την υπερθέρμανση του πλανήτη έως το 2027.
Περισσότερη απώλεια πάγου θα σημαίνει περισσότερο φρεσκάρισμα, οπότε μπορούμε να προβλέψουμε την επιβράδυνση της κυκλοφορίας και οι βαθιές απώλειες οξυγόνου θα συνεχιστούν.
Οι συνέπειες μιας επιβράδυνσης δεν θα περιοριστούν στην Ανταρκτική. Η ανατροπή της κυκλοφορίας εκτείνεται σε όλο τον παγκόσμιο ωκεανό και επηρεάζει τον ρυθμό της κλιματικής αλλαγής και της ανόδου της στάθμης της θάλασσας. Θα είναι επίσης αποδιοργανωτική και επιζήμια για τη θαλάσσια ζωή.
Η έρευνά παρέχει έναν ακόμη λόγο για να εργαστούμε σκληρότερα – και ταχύτερα – για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
https://www.nature.com/articles/s41558-023-ανατροπή της κυκλοφορίας01667-8
