Решена давняя загадка, почему вода в Северном ледовитом океане образует «лестницы»

Shutterstock
Теплая соленая и холодная пресная вода при смешивании распределяется необычным образом.

Исследователи из Университета Торонто (Канада) открыли механизм, ответственный за формирование «лестниц» температуры и солености в Северном Ледовитом океане, разрешив загадку, которая более полувека ставила в тупик океанографов и климатологов. Понимание того, как это работает, обещает пролить больше света на причины и последствия необычно быстрого таяния арктического морского льда.

Научная статья вышла в Physical Review Fluids, об исследовании сообщили в университете.

«Эти структуры, напоминающие слоеный пирог, наблюдались впервые в конце 1960-х годов, но механизм их так и не был объяснен», — сказал Ючен Ма, ведущий автор исследования.

Фото: University of Toronto

Чтобы добраться до разгадки, ученые создали серию симуляций турбулентности в Северном Ледовитом океане, чтобы лучше понять глобальную циркуляцию океана.

«Океан обычно считается очень хаотичной и турбулентной средой, поэтому поразительно видеть в нем такие четко определенные слои температуры и солености», — говорит Ма.

Явление называется «термохалинные лестницы». Они появляются, когда в океане меняется циркуляция воды. Критически важным последствием относительно сегодняшнего дня является то, что от такой «лестницы» кверху, в сторону льда часто направляется мощный поток тепла. Итог — морской лед тает. Авторы статьи приводят точные математические формулы и расчеты, детально раскрывающие механизм формирования такой водной структуры. 

«В эпоху глобального потепления общепризнанным фактом является то, что потеря морского льда Северного Ледовитого океана является критической. Степень, с которой формирование "лестницы" способствует этой потере, еще предстоит определить», — сказал профессор Ричард Пельтье, соавтор исследования.

Исследование было сосредоточено на моделировании глобальной циркуляции океана в условиях ледникового периода от 30 000 до 70 000 лет назад. Показано, что быстрые переходы от холодной к теплой погоде вызваны обширной «дырой» в морском ледовом покрове Северной Атлантики, образовавшейся в результате оттока тепла из океана в морской лед. Мощность этого теплового потока объяснялась предположением, что внизу в океане образовалась «лестница».

Исследование: Земля на грани пяти катастрофических переломов климата

Исследование: люди изменили крупнейшие реки мира с беспрецедентной скоростью