Агульхасская утечка (визуализирована белыми точками, огибающими южную Африку), попадающая в Атлантический океан. Фото: Центр космических полетов имени Годдарда NASA

Ученые долгое время считали, что теплые соленые воды, поступающие из Индийского океана в Атлантический вокруг южной оконечности Африки, помогают поддерживать одну из важнейших систем океанической циркуляции на планете. Этот поток, известный как Агульхасская утечка, считался основным фактором, влияющим на Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию (AMOC), которая является частью глобального океанического конвейера.

Новые результаты международной исследовательской группы из Нидерландов, США, Китая и Великобритании показывают, что эта взаимосвязь сложнее, чем предполагалось ранее. Полученные данные указывают на то, что изменения Агульхасской утечки не всегда вызывают ожидаемую реакцию в образовании глубинных вод. Исследование дает более четкое представление о том, как работает AMOC и как ее поведение может меняться в различных климатических условиях.

Проверка классического объяснения AMOC

Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC) переносит теплые поверхностные воды на север, возвращая на юг более холодные и плотные воды на больших глубинах. Благодаря этому обмену она влияет на температуру в Северной Атлантике и большей части Европы, что делает ее центральной частью глобальной климатической системы.

На протяжении десятилетий исследователи предполагали, что Агульхасская утечка помогает поддерживать или усиливать AMOC. Эта утечка переносит теплые соленые воды Индийского океана вокруг Южной Африки в Атлантику. Ее сила зависит от смещений положения субтропического фронта. Согласно традиционному объяснению, дополнительная соль способствует образованию Североатлантической глубинной воды, что помогает поддерживать атлантическую опрокидывающую циркуляцию.

«Это была, по сути, первая концепция из учебников, которую я выучил, будучи студентом бакалавриата. Было удивительно найти геологические доказательства того, что она не является универсальной истиной. AMOC может оставаться сильной, даже когда Агульхасская утечка ослабевает», — объясняет ведущий автор доктор Сунинг Хоу из Утрехтского университета.

Хоу и его коллеги изучали условия позднего плиоцена (3,6–2,6 миллиона лет назад). Этот период включал короткое, но значительное оледенение, за которым последовал средний плиоценский теплый период, когда глобальные условия были теплее, чем сегодня. Этот переход предоставил исследователям полезную возможность изучить, как океаническая циркуляция у берегов Южной Африки и в Атлантике реагировала на смену климата от более прохладного к более теплому.

Древние отложения раскрывают смещение океанических границ

Команда изучила морской керн отложений, взятый на участке U1475 Международной программы обнаружения океана на плато Агульхас, примерно в 500 километрах к югу от Южной Африки.

В керне исследователи изучили окаменевший микропланктон, известный как диноцисты, а также органические липидные биомаркеры. Эти материалы позволили им оценить прошлые температуры океана и проследить за перемещениями субтропического фронта Южного океана на север или юг.

«Если вы обнаружите изменение в составе диноцист в отложениях, это означает, что фронт сместился. Например, если вы находите больше теплолюбивых видов и меньше холодолюбивых, фронт переместился на юг. Более южное положение фронта обычно открывает более широкий путь для проникновения вод Индийского океана в Атлантику, и наоборот», — говорит Хоу.

Используя эти индикаторы, исследователи создали детальную реконструкцию возможных изменений Агульхасской утечки на протяжении позднего плиоцена.

Чтобы определить реакцию Атлантики, они также разработали температурные записи для участка 625 Программы океанического бурения в северной части Мексиканского залива. Они объединили эти данные с ранее опубликованными свидетельствами из экваториальной Атлантики, Северной Атлантики и Карибского моря.

Затем команда сравнила геологические записи с численными моделями климата, охватывающими позднеплиоценовое оледенение и последовавший за ним более теплый период. Вместе данные из нескольких океанических бассейнов связали перемещения субтропического фронта Южного океана с изменениями температурных слоев и опрокидывающей циркуляции в Атлантике.

Агульхасская утечка ослабла, а опрокидывание усилилось

Реконструкция вод к югу от Африки показала, что субтропический фронт начал смещаться на север около 3,4 миллиона лет назад и продолжал это делать во время оледенения.

В то же время температуры в районе Агульхас упали примерно на 3 градуса Цельсия. На участке U1475 также установились субполярные условия. Эти изменения указывают на то, что Агульхасская утечка значительно ослабла и, возможно, была близка к полной остановке.

Согласно традиционной теории, уменьшение переноса соленой воды должно было ослабить AMOC. Вместо этого и геологические данные, и компьютерные модели показали противоположную картину в важных частях системы циркуляции.

Во время ледникового интервала Североатлантическое течение не простиралось так далеко в высокие северные широты. Тем не менее образование Североатлантической глубинной воды стало более интенсивным, как и опрокидывание в более низких широтах. Эта усилившаяся циркуляция привела к тому, что термоклин — граница между более теплыми поверхностными и более холодными глубинными водами — стал мельче по всей Атлантике.

Соавтор исследования Каролин ван дер Вейст, ранее аспирантка Утрехтского университета, впервые обнаружила этот необычный сигнал несколько лет назад в единичной записи отложений. Эта находка указывала на то, что произошло нечто неожиданное, но было неясно, отражает ли эта картина локальное изменение или нечто гораздо более масштабное.

«Когда та же картина была обнаружена на плато Агульхас, мы поняли, что имеем дело с перестройкой океанического термоклина в масштабе всего бассейна, а не с локальной аномалией. Затем мы подтвердили это с помощью климатических моделей», — говорит профессор Франсин Петерсе из Утрехтского университета. «Вся история внезапно обрела смысл».

Переосмысление контроля над атлантической циркуляцией

Результаты ставят под сомнение идею о том, что Агульхасская утечка напрямую контролирует AMOC, поставляя соль в Атлантику. Вместо этого они показывают, что взаимосвязи между основными частями глобальной океанической циркуляции могут меняться в зависимости от климата и физических границ океана.

Таким образом, будущие оценки поведения AMOC могут потребовать учета не только поступления соленой воды с юга. Локальные процессы, контролирующие образование глубинных вод в Северной Атлантике, могут быть не менее важными, а в определенных условиях даже более важными.

Исследователи подчеркивают, что их выводы основаны на географии и климате позднего плиоцена. Эти результаты не следует рассматривать как прямой прогноз того, как AMOC отреагирует на текущее или будущее глобальное потепление.

Будущее смещение субтропического фронта на юг может увеличить количество соленой воды, поступающей в Атлантику. Однако современная AMOC также подвержена влиянию соленой и пресной воды, поступающей из Арктики, и эти условия отличаются от географии позднего плиоцена.

Более широкий вывод заключается в том, что главные силы, управляющие атлантической опрокидывающей циркуляцией, могут не оставаться постоянными на протяжении всей истории Земли. Различные климатические состояния могут менять то, какие механизмы оказывают наибольшее влияние на циркуляцию.

Это исследование было частью более крупного научного проекта «OceaNice», финансируемого Европейским исследовательским советом.

Источники:

sciencedaily.com

Материалы предоставлены Утрехтским университетом.

Suning Hou, Alejandra Cartagena-Sierra, Ning Tan, Carolien M. H. van der Weijst, Malte Stockhausen, Fenghao Liu, Melissa A. Berke, Isla S. Castañeda, Aidan Starr, Francien Peterse, Francesca Sangiorgi, Anna S. von der Heydt, Appy Sluijs, Peter K. Bijl. Disconnection of the late Pliocene Agulhas Leakage from Atlantic Meridional Overturning Circulation. Nature Geoscience, 2026; DOI: 10.1038/s41561-026-02055-5