Глубинные воды Северной Атлантики стареют из-за ослабления океанической вентиляции

Исследователи из Центра океанических исследований GEOMAR имени Гельмгольца в Киле изучили, как изменилась вентиляция океана в Северной Атлантике за последние десятилетия. Их результаты показывают, что воды в этом регионе в целом «стареют», что указывает на ослабление циркуляции. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Эффективность вентиляции океана, процесса погружения поверхностных вод, которые переносят кислород и углерод на глубину, оценивается с помощью так называемого «возраста воды». Этот параметр описывает время, прошедшее с момента последнего контакта водной массы с атмосферой.

Для анализа учёные использовали измерения долгоживущих промышленных газов-индикаторов (CFC-12 и гексафторида серы SF₆), которые действуют как химические временные метки, а также симуляции семи моделей климатической системы Земли.

Анализ выявил чёткую картину: в среднем по всему Североатлантическому региону водные массы сегодня значительно старше, чем 30 лет назад. Между 1990-ми и 2010-ми годами средний возраст воды увеличился более чем на десять лет. Одновременно возросло и кажущееся потребление кислорода (КПК), что указывает на более длительный период потребления кислорода в глубинах океана.

«Наши результаты показывают, что вентиляция глубоководных слоёв Северной Атлантики ослабевает — даже несмотря на то, что в отдельных регионах реакция может быть сильнее или слабее в разные периоды», — говорит ведущий автор исследования Хайчао Го.

Ключевой вывод исследования заключается в том, что наблюдаемая тенденция к старению вод представляет собой устойчивый климатический сигнал, а не случайный результат естественной изменчивости. Сравнение наблюдений с моделями, учитывающими как естественные колебания, так и антропогенное влияние, показало, что естественная изменчивость не может объяснить многодесятилетний тренд, наблюдаемый во всех океанических бассейнах.

Ослабление океанической вентиляции указывает на ослабление североатлантической циркуляции, которая играет ключевую роль в климатической системе. Это определяет, сколько тепла и углекислого газа (CO₂) может поглотить океан и насколько хорошо глубинные слои снабжаются кислородом. Если этот процесс ослабевает, долгосрочная способность океана поглощать тепло и CO₂ из атмосферы снижается, а концентрация кислорода в глубоких слоях падает, что может иметь серьёзные последствия для морских экосистем.

Модели показывают, что изменения в обновлении глубинных вод происходят крайне медленно: состояние ослабленной вентиляции может сохраняться веками, даже если антропогенные выбросы парниковых газов уменьшатся.

«Комбинация наблюдений и моделей даёт последовательную картину: воды Северной Атлантики стареют — и это согласуется с ожидаемым ослаблением североатлантической циркуляции как следствием глобального потепления», — заключает соавтор работы профессор Андреас Ошлис.