Полярні океани входять у нову епоху руху: як танення льоду змінює течії, клімат і морське життя Полярні води переживають глибоку трансформацію. У міру того як морський лід у Північній та Південній півкулях стрімко тоншає й відступає, вітри отримують більший вплив на відкриту воду. Це підсилює бічне перемішування — процес, що визначає, куди в океані переміщуються тепло, поживні речовини й навіть забрудники. Такі зміни здатні впливати на цілі екосистеми та змінювати, скільки тепла повертається з океанів до атмосфери. Щоб розібратися, як саме змінюється це перемішування, група дослідників під керівництвом аспіранта Пусанського національного університету Ґюсеока Ї разом з Інститутом фундаментальних наук (IBS) використала високоточну кліматичну модель. Її роздільна здатність достатня для відстеження океанічних течій шириною всього кілька кілометрів — саме тих, що відіграють ключову роль у циркуляції вод у полярних регіонах. Танення льоду перебудовує океанічні течії Одним із найважливіших процесів є горизонтальне мезомасштабне перемішування — розтягування водних мас на десятки або сотні кілометрів. Воно переносить тепло, солі, фітопланктон, мікропластик і всі інші домішки. Зміни в його інтенсивності здатні суттєво впливати на життя океану. У своїй роботі вчені застосували показник, який називається експонента Ляпунова, щоб оцінити, як швидко сусідні ділянки води розходяться між собою. Чим вищий показник — тим активніше перемішування. Арктика: що менше льоду, то сильніші течії Арктичний морський лід скорочується десятиліттями, і моделювання підтвердило: чим більше відкритої води, тим більше енергії вітер передає океану. Це призводить до посилення мезомасштабних течій — широких вихрових потоків, що простягаються на десятки кілометрів упоперек Центральної Арктики. Моделі показують, що щойно концентрація CO₂ подвоюється, ці сильні течії стають виразнішими, а із подальшим потеплінням — тривають довше протягом року. Чітка сезонність майже зникає: замість регулярного річного циклу з’являється більш хаотичне перемішування. «Наші результати свідчать про те, що горизонтальне перемішування значно посилиться в Арктиці та Південному океані у міру потепління клімату», — зазначає Ґюсеок Ї. Антарктида: прискорення прибережних течій У Південному океані ключовим елементом циркуляції є Антарктична шельфова течія — потужний потік, що огортає континент уздовж материкового схилу. За результатами моделювання, ця течія прискорюється в міру того, як тане морський лід і поверхневі води опріснюються. Свіжа тала вода робить поверхневі шари легшими, посилюючи контраст густини між сусідніми водними масами. Це, своєю чергою, надає течії більше «палива» — вона забирає енергію з гравітаційних різниць та вітрів і переносить додаткове тепло вздовж материкового схилу. Такий механізм може впливати на швидкість танення льодовикових шельфів знизу. Навіть попри те, що модель не враховує повну динаміку льодовикових щитів, вона чітко демонструє: у теплішому кліматі антарктичні течії стають потужнішими. Вплив на поживні речовини та морське життя Посилене перемішування змінює те, як поживні речовини й організми подорожують океаном. Водні маси перетинають фронти — межі між теплими й холодними або солоними й менш солоними водами — швидше. Це впливає на розподіл фітопланктону, на переміщення молоді риб і зоопланктону та на продуктивність морських екосистем. Мікропластик теж рухається інакше Окреме занепокоєння викликає те, як змінюється переміщення мікропластику. Він уже виявлений в арктичних водах у концентраціях, що подекуди перевищують рівні, характерні для густонаселених регіонів світу. Глобальні моделі показують, що поверхневі течії можуть затягувати плавучий пластик у полярні широти, де він накопичується у підповерхневих шарах — на глибині від кількох метрів до десятків метрів. Саме там пластик може довго залишатися, перебуваючи в зоні активного життя багатьох видів. У звітах Arctic Report Card наголошується: пластик переноситься не лише течіями, а й вітрами та дрейфом льоду. Нові моделювання підтверджують, що зміни в океанічному перемішуванні можуть перерозподіляти й людські забрудники. Що це означає для кліматичної політики? Дослідження зосереджене насамперед на фізиці океану, тому вплив на рибу, птахів та інших мешканців поки що лишається предметом подальших робіт. Проте його висновок однозначний: для точних прогнозів клімату моделі мають краще враховувати дрібні структури течій і взаємодію океану з живими організмами. «Це дослідження підкреслює важливі наслідки глобального потепління для океанічних екосистем», — говорить співавторка Джун Ї Лі. Зміни в русі вод під танучими льодовим покривами здатні як посилювати, так і пом’якшувати кліматичні зрушення, викликані парниковими газами. А це означає, що те, що відбувається під арктичною та антарктичною кригою, має значення для клімату на всій планеті. Дослідження опубліковане в Nature Climate Change.