Najsilniejszy prąd oceaniczny musi przyspieszyć

Zdjęcie: Getty Images

Płynący zgodnie z ruchem wskazówek zegara wokół Antarktydy, Prąd Okołobiegunowy jest najsilniejszym prądem oceanicznym na planecie. Jest pięć razy silniejszy od Prądu Zatokowego i ponad 100 razy silniejszy od rzeki Amazonki.

Jest częścią globalnego oceanicznego „pasa transportowego” łączącego Ocean Spokojny, Atlantycki i Indyjski. Sieć ta reguluje klimat Ziemi oraz pompuje wodę, ciepło i składniki odżywcze na całym globie.

Jednak świeża i chłodna woda z topniejącego lodu Antarktydy rozcieńcza słoną wodę oceanu, potencjalnie zakłócając kluczowy prąd oceaniczny.

Nasze nowe badania sugerują, że Prąd Okołobiegunowy Antarktydy będzie o 20% wolniejszy do 2050 roku, ponieważ Ziemia się ociepla, co będzie miało daleko idące konsekwencje dla życia na naszej planecie.

Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy jest jak fosa wokół lodowego kontynentu.

Prąd pomaga utrzymać ciepłą wodę w ryzach, chroniąc wrażliwe pokrywy lodowe. Działa również jako bariera dla gatunków inwazyjnych, takich jak Durvillaea  i wszelkich zwierząt podróżujących na lodowych krach, które rozprzestrzeniają faunę w kierunku kontynentu. Odgrywa również dużą rolę w regulacji klimatu Ziemi.

W przeciwieństwie do lepiej znanych prądów oceanicznych – takich jak Prąd Zatokowy wzdłuż wschodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych, Prąd Kuroshio w pobliżu Japonii i Prąd Agulhas u wybrzeży Afryki Południowej – Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy nie jest tak dobrze zbadany. Wynika to częściowo z jego odległego położenia, co sprawia, że wykonanie bezpośrednich pomiarów jest szczególnie trudne.

Wpływ zmian klimatycznych

Prądy oceaniczne reagują na zmiany temperatury, poziom zasolenia, wzorce wiatru i zasięg lodu morskiego. Tak więc globalny pas transmisyjny oceanów jest podatny na przemiany klimatyczne na wielu frontach. 

Poprzednie badania sugerowały, że jedna z istotnych części tego pasa transmisyjnego może zmierzać w kierunku nagłego rozpadu. 

Teoretycznie ocieplenie wody wokół Antarktydy powinno przyspieszyć bieg wody. Dzieje się tak, ponieważ zmiany gęstości i wiatry wokół kontynentu dyktują siłę prądu. Ciepła woda jest mniej gęsta (lub ciężka), co powinno wystarczyć, aby przyspieszyć jej nurt. Jednak dotychczasowe obserwacje wskazują na to, że siła prądu utrzymywała się na stosunkowo równym poziomie w ciągu ostatnich dziesięcioleci. Stabilność ta utrzymuje się pomimo topnienia otaczającego lodu, które nie zostało w pełni zbadane w przeszłości przez naukowców.

Postępy w zakresie tworzenia komputerowych symulacji oceanów pozwalają na dokładniejsze badanie potencjalnych przyszłych zmian. Użyliśmy najszybszego superkomputera oraz symulatora klimatu w Canberze w Australii, aby zbadać Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy. Podstawowy model, Access-OM2-01, został opracowany przez australijskich naukowców z różnych uniwersytetów w ramach Konsorcjum Modelowania Lodu Oceanicznego i Morskiego w Australii. Model ten uwzględnia cechy, których inni często nie dostrzegają, takie jak zawirowania. Jest to więc o wiele dokładniejszy sposób oceny, jak siła i zachowanie prądu zmienią się w miarę ocieplania się świata. Wychwytuje on złożone interakcje między topnieniem lodu a cyrkulacją oceaniczną.

W tej symulacji, zimna oraz świeża topniejąca woda z Antarktydy migruje na północ, wypełniając głęboki ocean po drodze. Powoduje to poważne zmiany w strukturze gęstości zbiornika wodnego. Przeciwdziała ona wpływowi ocieplenia oceanów, co doprowadzi do ogólnego spowolnienia prądu nawet o 20% do 2050 roku.

Dalekosiężne konsekwencje

Konsekwencje osłabionego Antarktycznego Prądu Okołobiegunowego są poważne i mają daleko idące skutki. Jako główny prąd, który krąży pośród bogatych w składniki odżywcze wód Antarktydy, odgrywa on kluczową rolę w ekosystemie kontynentu.

Osłabienie prądu może zmniejszyć bioróżnorodność i zmniejszyć produktywność rybołówstwa, od którego jest zależne wiele społeczności przybrzeżnych. Może również pomóc w przedostaniu się gatunków inwazyjnych, takich jak Durvillaea, na Antarktydę, zakłócając lokalne ekosystemy i sieci pokarmowe.

Słabszy prąd może również umożliwić przedostanie się większej ilości ciepłej wody na południe, nasilając topnienie antarktycznych szelfów lodowych i przyczyniając się do globalnego wzrostu poziomu morza. Szybsze topnienie lodu może następnie doprowadzić do dalszego osłabienia prądu, rozpoczynając błędną spiralę spowolnienia biegu wody.

To zaburzenie może rozszerzyć się na globalne wzorce klimatyczne, zmniejszając zdolność oceanu do regulowania zmian klimatu poprzez pochłanianie nadmiaru ciepła i węgla w atmosferze.

Konieczność redukcji emisji

Chociaż nasze ustalenia przedstawiają ponurą prognozę dla Antarktycznego Prądu Okołobiegunowego, przyszłość nie jest z góry przesądzona. Skoordynowane wysiłki na rzecz redukcji emisji gazów cieplarnianych mogą nadal ograniczyć topnienie wokół Antarktydy.

Ustanowienie długoterminowych badań na Oceanie Południowym będzie miało kluczowe znaczenie dla dokładnego monitorowania tych zmian.

Dzięki proaktywnym i skoordynowanym działaniom międzynarodowym, mamy szansę zająć się skutkami zmian klimatycznych dla naszych oceanów i potencjalnie im zapobiec.

Niniejszy artykuł jest adaptacją tekstu, który pierwotnie ukazał się w The Conversation i jest przedrukowywany na podstawie licencji Creative Commons.