Антарктическое циркумполярное течение (АЦТ) — крупнейшее океаническое течение планеты, опоясывающее Антарктиду с запада на восток. Оно соединяет Атлантический, Тихий и Индийский океаны и играет критическую роль в глобальном переносе тепла, углеродном цикле и обмене питательными веществами между океанами. От него зависят региональный и глобальный климат, а также биоразнообразие морских экосистем.
Круговое антарктическое течение 130 000 лет назад было быстрее в три раза
Международная команда из 36 ученых пяти стран установила, что во время предпоследнего теплого периода скорость Антарктического циркумполярного течения (АЦТ) в три раза превышала нынешнюю. Ученые считают, что 130 тысяч лет назад скорость течения была очень высокой из-за положения и наклона Земли.
Исследовательское судно преодолевает сильные западные ветры «Ревущие сороковые». Эти ветры разгоняют Антарктическое циркумполярное течение. https://oceanservice.noaa.gov/
Антарктическое циркумполярное течение движется со скоростью около 4 километров в час и переносит колоссальный объем воды — примерно 135 миллионов кубометров в секунду, что в 100 раз превышает суммарный сток всех рек Земли. Его ширина достигает 2000 километров, а глубина — 4000 метров. Течение формирует природный барьер, изолирующий холодные антарктические воды от более теплых вод умеренных широт. Эта изоляция поддерживает уникальную экосистему Южного океана и регулирует глобальное поглощение углекислого газа океанами, делая АЦТ одним из важнейших элементов планетарной климатической системы.
Изучив керны донных отложений, добытые буровым судном JOIDES Resolution в 2019 году в рамках Международной программы океанского бурения (IODP), ученые смогли реконструировать скорость течения в прошлом. Метод основан на анализе гранулометрического состава осадков: при высокой скорости течения мелкие частицы уносятся потоком и оседают на дно только при замедлении. Изучив распределение частиц размером от 0,063 до 0,1 миллиметра, исследователи установили изменения скорости течения в различные периоды времени. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Почему замедлился океан
Антарктическое циркумполярное течение — самая сильная система течений в Мировом океане и единственное океаническое течение, связывающее все основные океаны: Атлантический, Индийский и Тихий. Фронты плотности морской воды по данным Orsi, Whitworth & Nowlin 1995.
Если мы посмотрим на последовательность периодов «потеплений» и «похолоданий», то за последние 200 тысяч лет она выглядит так: похолодание 194 000 — 135 000 лет назад, предпоследнее потепление 135 000 — 115 000 лет назад, последнее похолодание 120 000 (или 110 000) — 11 500 лет назад. Сейчас идет последнее потепление 11 500 лет назад и по настоящее время. Вообще за последние 450 000 лет оледенения длились 70 000 — 90 000 лет, а межледниковья — примерно 10 000 лет. То есть похолодание — это «норма», а потепления — короткие передышки между оледенениями. По идее сейчас уже должно вовсю идти новое оледенение, но ничего подобного мы не видим.
«Скорость АЦТ во второй по счету от нашего времени теплый период, примерно 130 тысяч лет назад, была более чем в три раза выше, чем в последние тысячелетия нынешнего теплого периода», — говорит возглавлявший экспедицию доктор Михаэль Вебер.
На картах показаны современные (голоценовые) глобальные поверхностные океанические течения — более теплые красные цвета обозначают большую скорость течения. Черные линии — это пять основных фронтов Антарктического циркумполярного течения (АЦТ) с севера на юг. Заштрихованная область на карте слева — это район исследования (изображение справа).
Разгадка кроется в орбитальных параметрах Земли. Планета движется вокруг Солнца по эллиптической орбите с циклом около 100 тысяч лет, а наклон и вращение земной оси меняются каждые 21 тысячу лет. Во время последнего межледниковья оба параметра одновременно достигли максимума, что могло усилить западные ветры, приводящие в движение АЦТ.
Анализ данных показывает, что в последний межледниковый период течение сместилось к полюсу минимум на пять градусов широты (около 600 километров). Это приблизило теплые воды к антарктическим ледяным щитам, что могло способствовать повышению уровня моря на 6-9 метров. При нынешней конфигурации орбитальных факторов естественная климатическая система должна сдвинуть течение к северу в ближайшие столетия или тысячелетия и должно начаться новое оледенение. Но ничего такого мы пока не видим.
Оценка соотношения естественной изменчивости климата и антропогенного влияния остается сложной задачей. Руководитель проекта Сюфэн Чжэн подчеркивает: «В будущих исследованиях будет необходимо объединить геологические записи прошлого и климатическое моделирование».