Что-то заставляет Южный океан выбрасывать углерод назад в атмосферу Земли: о чем идет речь

Океан оказывает большое влияние на погоду и климат Земли. Расчеты ученых показывают, что Мировой океан поглотил более 90% тепла и 25% избыточного углерода, выбрасываемого в атмосферу планеты в результате человеческой деятельности, пишет PHYS.org.

По мере того как климатический кризис планеты усугубляется, становится все более важным понимание обмена углеродом между атмосферой и океаном, в особенности Южным океаном. Известно, что именно он поглощает почти половину углерода, приходящегося на океаны.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В новом исследовании ученые из MBARI из проекта Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling (SOCCOM) в сотрудничестве с Национальным центром атмосферных исследований (NCAR) и группой исследователей из Университета Квебека в Монреале, NOAA, Обсерватории Южного океана и климата и Университета Аризоны использовали данные сети биохимических профилирующих поплавков. В результате им удалось обнаружить важную информацию о том, как штормы влияют на способность океана поглощать углекислый газ.

Авторы исследования считают, в дальнейшем позволит исследователям лучше моделировать будущие изменения океана, а также климата Земли в целом. По словам соавтора исследования, научного сотрудника MBARI и ведущего автора исследования Магдалены Каррансы, Южный океан играет важную роль в климате планеты. Предыдущие исследования уже показали, что этот отдаленный регион поглощает большое количество углекислого газа из атмосферы. Но по мере усугубления кризиса Земли, ученые стремятся понять, сколько именно углерода способен поглощать Южный океан сегодня и в будущем.

Команда использовала данные с поплавков и обнаружила, что штормы играют важную роль в обмене углеродом между воздухом и морем в Южном океане, вызывая выброс углерода. Не секрет, что земная атмосфера и океаны тесно связаны. На поверхности океана углекислый газ приливает и отливает между атмосферой и глубинами океана.

Известно, что в океане углерод проходит через множество преобразований посредством химических реакций и биологии морской жизни, а затем перемещается океанической циркуляцией и турбулентностью. Однако важно понимать, что при некоторых условиях углекислый газ также может возвращаться в земную атмосферу — этот процесс известен науке как дегазация океана.

Ученые стремятся понять, как углерод перемещается между океаном и атмосферой планеты, так как это имеет решающее значение для моделирования способности океана поглощать углерод. Также ученые считают, что понимание этого процесса в будущем позволит лучше предсказывать изменения климата.

Южный океан — холодные воды, окружающие Антарктиду. Ученые считают его основным поглотителем углекислого газа. Однако суровые условия Южного океана немногочисленным и редки, а потому нам мало известно о нем. В ом числе и о том, как штормы влияют на Южный океан и его способность поглощать океан.

Однако команда использовала моделирование, чтобы показать, какую роль этот отдельно взятый регион играет в углеродных и климатических циклах планеты. Результаты показывают, что на Южный океан приходится около 40% всего углерода, поглощенного Мировым океаном.

Данные поплавков также указывают на то, что Южный океан может выбрасывать в атмосферу Земли больше углерода зимой, чем считалось ранее. Ученые обнаружили сильную дегазацию в более высоких широтах Антарктиды и теперь ставят под сомнение силу поглощения углерода Южным океаном.

В результате ученые обратились к поплавкам, чтобы раскрыть тайну обмена углерода в Южном океане, вызванном штормами. Отметим, что штормы часто проходят через Южный океан в течение всего года. В среднем, в любом месте этого региона каждую неделю происходит один шторм с сильными ветрами, которые длятся несколько дней.

Известно, что штормы влияют на обмен углекислым газом на поверхности океана: сильные штормы перемешивают поверхностные воды, перенося более глубокую и холодную воду снизу вверх к поверхности.

Более прохладные воды могут поглощать больше углерода, но более глубокие воды уже содержат больше растворенного углерода из-за реминерализации органического вещества, чем поверхностные воды. Теперь ученые обнаружили, что штормы, на самом деле, вызывают, выброс углерода Южным океаном обратно в атмосферу Земли.

Модели океана с биогеохимией потенциально могут предсказать, как штормы влияют на пути углерода в верхнем слое океана и обмен углерода между воздухом и морем. Но в своей работе ученые использовали наблюдения непосредственно во время шторма. В результате они смогли заметить выбросы естественного углекислого газа из глубин океана в атмосферу после шторма. Авторы исследования также отмечают, что этот момент, увы, не учитывается в современных климатических моделях.

По словам Каррансы, результаты их с коллегами работы показывают, что во время шторма в Южный океан высвобождает накопленный углерод, в результате того, что богатая углекислым газом вода поднимается на поверхность, смешиваясь с верхним слоем океана из-за турбулентности, вызванной штормом. Ученые считают, что это открытие может быть чрезвычайно важным для прогнозирования климата Земли в будущем.