Во льду Антарктики появилась полынья размером с Азовское море — и ученые выяснили причины этого
Площадь морского льда, окружающего Антарктиду в холодные месяцы, суммарно сравнима с площадью России. На стыке полей морского льда и ледяного щита, покрывающего сам континент, ежегодно возникают провалы, трещины, полыньи и другие формы разрушения, но это объяснимо: в прибрежной зоне очень сильные ветра, которые отталкивают даже такую гигантскую массу морского льда.
Однако в сотнях километров от побережья, где глубина моря уже исчисляется тысячами метров, полыньи образуются очень редко — и поэтому очень интересуют ученых. Так, недавно команде из университетов Великобритании, США и Швеции удалось разобраться с причиной, по которой возникла полынья Мод-Райз, размер которой сопоставим с площадью Швейцарии или Азовского моря. Об этом сообщает Саутгемптонский университет (Великобритания). Оказывается, океан «продышал» ее, как ребенок — дырочку в инее на автобусном окне.
«Полынья Мод-Райз была впервые обнаружена в 1970-х годах, когда были впервые запущены спутники дистанционного зондирования, которым открывался обзор на морской лед над Южным океаном. Полынья появлялась в течение нескольких зим подряд: с 1974 по 1976 год. Океанографы тогда предполагали, что это будет ежегодное явление. Но с 1970-х годов полынья открывалась лишь иногда и на короткие промежутки времени», — рассказывает руководитель исследования Адитья Нарайанан.
И вот в 2016-2017 годах Мод-Райз открылась вновь и сохранилась надолго.
Чтобы разобраться с тем, почему она появилась, ученые использовали карты морского льда, составленные с помощью дистанционного зондирования, данные наблюдений с автономных датчиков-поплавков и информацию от трекеров, установленных на морских млекопитающих. Они также составили вычислительную модель, которая должна была показать состояние Южного океана.
В итоге выяснилось, что причина сразу в нескольких природных явлениях.
Полынья находится над подводным плато Мод-Райз, в честь которого и названа. И когда морские течения обтекают эту возвышенность, возникают бурные водовороты, которые поднимают слой более теплой и более соленой воды из глубин на плато. А это, в свою очередь, облегчает вертикальное смешивание поверхностных вод с этими, более теплыми и солеными. В 2016 и 2017 годах течения были особенно сильными, а значит — активнее происходили и последующие процессы.
«Такое вертикальное перемешивание помогает объяснить, почему [над плато] начинает таять морской лед. Но по мере его таяния происходит опреснение поверхностных вод, а это должно прекратить смешивание. Значит, для продолжения таяния и сохранения полыньи должен происходить еще какой-то другой процесс, который обеспечил бы дополнительную подачу соли», — говорит профессор Фабьен Роке из Гетеборгского университета (Швеция).
Этим дополнительным фактором, как теперь ясно, стала так называемая Экмановская спираль. Это явление предполагает, что под действием ветра, дующего сверху, вода отклоняется от него под углом 90° — а это влияет на океанские течения. Экмановская спираль стала причиной того, что в определенный момент большой объем соленой воды попал к северному склону плато Мод-Райз, и именно над этим местом начала протаивать полынья. И это же в нужный момент поддержало вертикальное перемешивание морской воды.
И в конце концов, когда полынья уже широко раскрылась, она сама стала влиять на море под ней. Дело в том, что в таких областях происходит активный обмен теплом и большими объемами углерода между океаном и атмосферой. Настолько активный, что этом может повлиять на тепловой и углеродный баланс региона рядом с полыньей.
«Отпечаток от полыньи может оставаться в этом районе моря еще несколько лет после того, как она сформировалась. Такие объекты могут изменить то, как движется вода и как течения переносят тепло к континенту. Более плотные воды, образующиеся здесь, могут распространиться по всему мировому океану. Впервые с 1970-х годов, то есть с начала наблюдений, мы видим сокращение льда в Южном океане, которое началось примерно в 2016 году. До этого ледяной покров оставался более или менее стабильным», — поясняет Сара Гилле из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США).
