Величезні дірки в зимовому льодовому пакеті Антарктики спливають спорадично з 1970-х, але причина їх утворення в основному загадкова.
Вчені за допомогою плавучих роботів та обладнаних технікою тюленів тепер можуть відповісти: так звані полини (російська мова для «відкритої води»), здається, є результатом штормів та солі, нові результати досліджень.
Поліні останнім часом привернули до себе велику увагу, тому що два моря дуже великі відкрилися у морі Уедделла у 2016 та 2017 роках; в останньому випадку відкриті води розтягнулися на 115 097 квадратних миль (298 100 квадратних кілометрів), згідно зі статтею, опублікованій у квітні в журналі Geophysical Research Letters.
Зараз, найбільш всебічний погляд на океанські умови під час утворення полінів виявляє, що ці ділянки відкритої води зростають через короткочасні зміни клімату та особливо неприємну погоду. Полінії також виділяють багато атмосферного тепла в атмосферу, з наслідками, які вчені все ще розробляють.
"Це може змінити структури погоди навколо Антарктиди", - розповів Live Science керівник дослідження Етан Кемпбелл, докторант з океанографії з Вашингтонського університету. "Можливо, далі".
Спостереження за відкритим океаном
Дослідники вже підозрювали, що бурі відіграють певну роль у створенні полінів в останні роки. Документ, опублікований в квітні вченими-атмосферами в Журналі геофізичних досліджень: Атмосфери вказали на особливо бурхливу бурю зі швидкістю вітру до 72 миль на годину (117 кілометрів на годину) у 2017 році.
Але незважаючи на те, що зимові бурі 2016 та 2017 років були надзвичайними, бурхливі моря є нормою антарктичної зими, сказав Кемпбелл.
"Якби це були лише шторми, ми б постійно бачили поліни, але цього не робимо", - сказав він. Натомість великі поліни відносно рідкі. У 1974, 1975 та 1976 роках було три величезні, але знову нічого важкого до 2016 року.
Кемпбелл та його команда отримали дані з двох робототехнічних поплавків людського розміру, які були розміщені у морі Уедделла, що фінансується Національним науковим фондом, проектом спостережень та моделювання вуглецю та клімату та моделювання (SOCCOM). Поплавці пливуть в течіях приблизно за милю нижче поверхні океану, сказав Кемпбелл, збираючи дані про температуру води, солоність і вміст вуглецю.
Для порівняння дослідники також використовували цілорічні спостереження з дослідницьких суден Антарктики та навіть наукові тюлені - дикі ластовиці, оснащені невеликими інструментами для збору даних океану, коли тварини проводять звичайні подорожі.
Бурхливі моря
У сукупності ці спостереження пояснили повну історію полінів 2016 та 2017 років. Перший інгредієнт, зазначає Кемпбелл, був частиною кліматичної картини під назвою "Режим Південного Кольця", полярна версія Ель-Ніньо. Кембелл зазначив, що регулярні зміни клімату, які можуть переносити вітри або далі від узбережжя Антарктики, і в цьому випадку вони слабшають, або ближче до узбережжя, стають сильнішими. Коли мінливість зміщує вітри ближче і сильніше, це створює більше поглинання теплої, солоної води з глибокого моря в Уедделловому морі до більш холодної, свіжої поверхні океану.
Ця кліматична картина та подальше зміна зробили поверхню океану незвично сольовою в 2016 році, сказав Кемпбелл, що, у свою чергу, полегшило змішання океанічної води вертикально. Зазвичай відмінності в солоності тримають океанські шари окремо так само, як менш густа нафта плаває поверх води і відмовляється змішуватися. Але оскільки поверхня океану була незвично солоною, різниця між поверхневою та глибшими водами була меншою.
"Океан був надзвичайно солоним на поверхні, і це зробило перешкоду для змішування набагато слабкіше", - сказав Кемпбелл.
Тепер увесь океан потребував невеликого розміру. А зими 2016 та 2017 років подавали ложку. Великі шторми створювали вітер і хвилі, які перемішували воду вертикально, виводячи теплу воду з океанського дна, що тануло морський лід.
Вплив утворених полінів все ще дещо загадковий. Дослідники встановили, що внутрішня частина океану під ними охолоджується на 0,36 градуса Фаренгейта (0,2 градуса Цельсія). Це вивільнене тепло може змінити місцеві погоди і навіть змінити вітри в усьому світі, сказав Кемпбелл.
Ще більше стосується, за його словами, те, що вода глибокого океану, що потрапляє в атмосферу під час полини, є потенційно багатим вуглецем. Глибокі води Антарктики є кладовищами для морського життя, які виділяють вуглець у міру їх розпаду. Якщо цей вуглець потрапить в атмосферу через полини, ці відкриті відкриті води можуть трохи сприяти зміні клімату, сказав Кемпбелл.
Незалежно від того, чи це роблять полінії, все ще знаходиться в повітрі, сказав Кемпбелл, але нове дослідження повинно допомогти вченим визначити більше деталей клімату Антарктиди. Сучасні моделі Антарктики, здається, передбачають більше полінів, ніж насправді існує, сказав Кемпбелл. Тепер у кліматичних модельєрів буде більше даних для покращення цих прогнозів, створивши кращу віртуальну Антарктиду для розуміння змін клімату.
Дослідження з’явилося 10 червня у журналі Nature.
