Щось змушує Південний океан викидати вуглець назад в атмосферу Землі: про що йдеться

Океан має великий вплив на погоду і клімат Землі. Розрахунки вчених показують, що Світовий океан поглинув понад 90% тепла і 25% надлишкового вуглецю, що викидається в атмосферу планети внаслідок людської діяльності, пише PHYS.org.

У міру того як кліматична криза планети поглиблюється, стає дедалі важливішим розуміння обміну вуглецем між атмосферою та океаном, особливо Південним океаном. Відомо, що саме він поглинає майже половину вуглецю, що припадає на океани.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

У новому дослідженні вчені з MBARI з проєкту Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling (SOCCOM) у співпраці з Національним центром атмосферних досліджень (NCAR) і групою дослідників з Університету Квебека в Монреалі, NOAA, Обсерваторії Південного океану та клімату й Університету Аризони використовували дані мережі біохімічних профілювальних поплавців. У результаті їм вдалося виявити важливу інформацію про те, як шторми впливають на здатність океану поглинати вуглекислий газ.

Автори дослідження вважають, що надалі дасть змогу дослідникам краще моделювати майбутні зміни океану, а також клімату Землі загалом. За словами співавторки дослідження, наукової співробітниці MBARI та провідної авторки дослідження Магдалени Карранси, Південний океан відіграє важливу роль у кліматі планети. Попередні дослідження вже показали, що цей віддалений регіон поглинає велику кількість вуглекислого газу з атмосфери. Але в міру посилення кризи Землі, вчені прагнуть зрозуміти, скільки саме вуглецю здатний поглинати Південний океан сьогодні й в майбутньому.

Команда використовувала дані з поплавців і виявила, що шторми відіграють важливу роль в обміні вуглецем між повітрям і морем у Південному океані, спричиняючи викид вуглецю. Не секрет, що земна атмосфера й океани тісно пов'язані. На поверхні океану вуглекислий газ приливає і відливає між атмосферою і глибинами океану.

Відомо, що в океані вуглець проходить через безліч перетворень за допомогою хімічних реакцій і біології морського життя, а потім переміщується океанічною циркуляцією і турбулентністю. Однак важливо розуміти, що за деяких умов вуглекислий газ також може повертатися в земну атмосферу — цей процес відомий науці як дегазація океану.

Вчені прагнуть зрозуміти, як вуглець переміщується між океаном і атмосферою планети, оскільки це має вирішальне значення для моделювання здатності океану поглинати вуглець. Також учені вважають, що розуміння цього процесу в майбутньому дасть змогу краще передбачати зміни клімату.

Південний океан — холодні води, що оточують Антарктиду. Учені вважають його основним поглиначем вуглекислого газу. Однак суворі умови Південного океану нечисленні й рідкісні, а тому нам мало відомо про нього. Зокрема й про те, як шторми впливають на Південний океан і його здатність поглинати океан.

Однак команда використовувала моделювання, щоб показати, яку роль цей окремо взятий регіон відіграє у вуглецевих і кліматичних циклах планети. Результати показують, що на Південний океан припадає близько 40% усього вуглецю, поглинутого Світовим океаном.

Дані поплавців також вказують на те, що Південний океан може викидати в атмосферу Землі більше вуглецю взимку, ніж вважалося раніше. Вчені виявили сильну дегазацію у вищих широтах Антарктиди та тепер ставлять під сумнів силу поглинання вуглецю Південним океаном.

У результаті вчені звернулися до поплавців, щоб розкрити таємницю обміну вуглецю в Південному океані, спричиненому штормами. Зазначимо, що шторми часто проходять через Південний океан протягом усього року. У середньому, в будь-якому місці цього регіону щотижня відбувається один шторм із сильними вітрами, які тривають кілька днів.

Відомо, що шторми впливають на обмін вуглекислим газом на поверхні океану: сильні шторми перемішують поверхневі води, переносячи глибшу і холоднішу воду знизу вгору до поверхні.

Більш прохолодні води можуть поглинати більше вуглецю, але глибші води вже містять більше розчиненого вуглецю через ремінералізацію органічної речовини, ніж поверхневі води. Тепер вчені виявили, що шторми насправді викликають викид вуглецю Південним океаном назад в атмосферу Землі.

Моделі океану з біогеохімією потенційно можуть передбачити, як шторми впливають на шляхи вуглецю у верхньому шарі океану та обмін вуглецю між повітрям і морем. Але у своїй роботі вчені використовували спостереження безпосередньо під час шторму. У результаті вони змогли помітити викиди природного вуглекислого газу з глибин океану в атмосферу після шторму. Автори дослідження також зазначають, що цей момент, на жаль, не враховується в сучасних кліматичних моделях.

За словами Карранси, результати їхньої з колегами роботи показують, що під час шторму в Південному океані вивільняється накопичений вуглець, унаслідок того, що багата на вуглекислий газ вода підіймається на поверхню, змішуючись із верхнім шаром океану через турбулентність, спричинену штормом. Вчені вважають, що це відкриття може бути надзвичайно важливим для прогнозування клімату Землі в майбутньому.

Раніше Фокус писав про те, що вчені знайшли спосіб нагодувати мільйони й утримати тонни вуглецю.