View Single Post
Old 28-05-2021, 14:11   #1
valeriyburov valeriyburov is offline
Прохожий
 
Join Date: Feb 2021
Posts: 8

Углерод, скрывающийся в глубинах океана, стал причиной древнего переключателя климата

Миллион лет назад давняя картина чередования оледенений и теплых периодов резко изменилась, когда ледниковые периоды внезапно стали длиннее и интенсивнее. Ученые давно подозревали, что это было связано с замедлением работы ключевой системы течения Атлантического океана, которая сегодня снова замедляется. Новое исследование отложений со дна Атлантического океана напрямую связывает это замедление с огромным скоплением углерода, уносимого из воздуха в бездну. Если бы система работала на полной скорости, этот углерод довольно быстро просочился бы обратно в воздух, но в течение этого периода он просто застаивался в глубине. Это говорит о том, что сокращение выбросов углерода охладило планету - противоположность парниковому эффекту, который мы наблюдаем сейчас, когда люди выбрасывают углерод в атмосферу. Но если течение сейчас будет замедляться, нам не следует ожидать, что он поможет нам, удерживая наши выбросы; возможно наоборот. Исследование, проведенное учеными из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета , опубликовано на этой неделе в журнале Nature Geoscience. Больше материала тут.

Ученые нацелены на систему течений, называемую атлантической меридиональной опрокидывающейся циркуляцией или AMOC. Протекая на север у поверхности, он переносит теплую соленую воду от экватора в широты около Гренландии и северной Европы. Здесь он попадает в более холодную воду из Арктики, уплотняется и погружается в пропасть, унося с собой большое количество углерода, поглощенного из атмосферы. Затем глубокая вода возвращается на юг, где большая ее часть снова сливается с Южным океаном, чтобы выпустить углерод обратно в воздух. Путешествие длится от десятилетий до столетий.

Исследование 2014 года, проведенное учеными Lamont-Doherty Стивеном Голдштейном и Леопольдо Пена, оба из которых также являются соавторами нового исследования, показало, что нынешняя система резко замедлилась. около 950 000 лет назад. Новое исследование показывает, что это замедление напрямую связано с огромным накоплением углерода в глубинах Атлантики и соответствующим уменьшением содержания углерода в воздухе. Это событие явилось очевидным спусковым крючком для серии ледниковых периодов, которые наступали каждые 100000 лет, по сравнению с предыдущими, которые происходили примерно каждые 40000 лет, и которые образовали меньше льда, чем те, которые наступали позже. Ученые называют этот поворотный момент переходом от среднего плейстоцена, и новая модель сохранялась вплоть до последнего ледникового периода, который закончился около 15000 лет назад. Никто не знает, почему эта модель сохранилась, но исследование ясно показывает, что углерод, отсутствующий в воздухе, попал в океан и оказал сильное влияние на климат.

«Это отношения один на один. Это было похоже на щелчок переключателя », - сказал ведущий автор Джесси Фармер , который работал над этой книгой, будучи доктором философии. студент Lamont-Doherty. «Это показывает нам, что существует тесная взаимосвязь между количеством углерода, хранящегося в океане, и тем, что делает климат».

Исследователи пришли к своим выводам, проанализировав керны глубоководных отложений, взятых в южной и северной Атлантике, где древние глубокие воды прошли мимо и оставили химические подсказки об их содержании в панцирях микроскопических существ. Их анализ подтвердил исследование 2014 года, показавшее, что AMOC ослабла до невиданной ранее степени, около 950 000 лет назад, и в течение необычно долгого времени. Из-за этого глубокие воды собрали примерно на 50 миллиардов тонн углерода больше, чем во время предыдущих оледенений, что эквивалентно примерно одной трети антропогенных выбросов, которые на сегодняшний день поглотили все мировые океаны. (Для контекста, океаны сегодня поглощают примерно четверть того, что мы испускаем; земля и растительность занимают треть. Остальное остается в воздухе.)

В теплый период, предшествовавший этому событию, в атмосфере содержалось около 280 частей на миллион углерода; с замедлением, содержание двуокиси углерода в воздухе упало до 180 ppm, как измерено ледяными кернами. Углерод в атмосфере также снизился во время предыдущих оледенений, но с 280 ppm до примерно 210 ppm. (Из-за антропогенных выбросов в течение последних двух столетий эта нормальная повторяющаяся цифра 280 ppm для теплой эпохи устарела; атмосферный углерод сейчас составляет примерно 410 ppm.)

Слева: около 950 000 лет назад воды достигали глубин Атлантического океана с севера (черные стрелки) и юга (фиолетовые стрелки). Справа: Используя данные двух кернов отложений (желтые звезды), ученые показали, что ослабление северной циркуляции (более тонкие черные стрелки) после этого привело к большему накоплению углерода в Атлантике. При более слабой циркуляции большая часть глубоководных атлантических вод поступала с юга. (Джесси Фармер)

В какой-то момент течение снова проснулось, и на некоторое время все потеплело, прежде чем снова погрузиться в такой же ледниковый период через 100000 лет. «Существует множество идей о том, что послужило причиной этих изменений, но трудно сказать, что было причиной, - сказал Бербель Хёниш , советник Фермера и соавтор исследования. «Есть несколько разных винтов, которые вы можете себе представить, и множество незакрепленных винтов».

Одна идея, поддерживаемая, в частности, группой Гольдштейна : на севере повторяющиеся нарастания ледников в конечном итоге соскребают все на суше до коренных пород. Последующие ледники затем могут прилипать к коренным породам и увеличиваться в объеме, прежде чем айсберги выбрасываются в океан. Это приводит к добавлению большего количества пресной воды для смешивания с AMOC, что делает его менее плотным и в конечном итоге неспособным тонуть. С другой стороны, лед также будет расти в Антарктиде и выделять больше айсбергов, что сделало бы океанские воды более холодными и менее солеными, тем самым способствуя росту большего количества морского льда. Теоретически это закроет поверхность и не даст глубокой воде подняться и высвободить углерод. Но если это действительно так, то неясно, что запускает или завершает какой-либо из процессов; это вопрос типа курицы и яйца.

Считается, что сила AMOC колеблется естественным образом, но с середины 20-го века, похоже, она ослабла на необычные 15 процентов. Никто не уверен, что за этим стоит, или какие последствия это может вызвать, если замедление темпов роста продолжится. Другое исследование Ламонта-Доэрти, проведенное в прошлом месяце, показало, что за замедлением темпов роста около 13000 лет назад, в конце последнего ледникового периода, 400 лет спустя последовало резкое похолодание, продолжавшееся столетия.

«Мы должны быть осторожны, проводя параллели с этим», - сказал Фармер, ныне доктор наук, занимающийся исследованием в Принстонском университете. «Мы видим подобное ослабление сегодня, и можно сказать:« Отлично! Циркуляция океана спасет нас от потепления климата! » Но это неверно из-за того, как разные части климатической системы взаимодействуют друг с другом ». Фармер сказал, что если AMOC продолжит ослабевать сейчас, вероятно, что на севере опустится меньше воды, содержащей углерод, в то же время в Южном океане, любой углерод, уже поступающий в глубокие воды, вероятно, будет продолжать пузыриться без каких-либо проблема. Результат: углерод будет продолжать накапливаться в воздухе, а не в океане.

Исследователи отмечают, что AMOC является лишь частью гораздо более крупной системы глобальной циркуляции, которая соединяет все океаны - так называемого Великого океанического конвейера, термин, придуманный покойным ученым Ламонта-Доэрти Уоллесом Брокером , заложившим основу для большая часть текущих исследований. Гораздо меньше известно о динамике углерода в Индийском и Тихоокеанском регионах, которые вместе затмевают Атлантику, поэтому в этой головоломке есть много недостающих частей. Текущие исследования в Ламонт-Доэрти направлены на построение углеродной хронологии этих других вод в ближайшие несколько лет.

Соавторами исследования также были Лаура Хейнс, Хизер Форд, Морин Реймо, Мария Жауме-Сеги, Стивен Голдштейн, Мааян Иегудаи и Джухи Ким, все из Ламонт-Доэрти; Дирк Крун, Саймон Юнг и Дэйв Белл из Эдинбургского университета; и Леопольдо Пена из Барселонского университета.
  Reply With Quote