В Атлантическом океане течение Гольфстрим переносит теплые воды из тропиков в Северную Атлантику, где они охлаждаются и опускаются ко дну, а затем возвращаются на юг в глубине океана. Этот тип циркуляции является важным фактором в глобальном климате, регулирующим погодные условия в Арктике, Европе и во всем мире.
Доказательства все больше свидетельствуют о том, что эта система циркуляции замедляется, и некоторые ученые опасаются, что замедление может иметь серьезные последствия, такие как снижение температуры в Европе и нагревание воды у восточного побережья США, что может нанести ущерб рыболовству, усугубить ураганы и сделать погоду более непредсказуемой.
Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, дает представление о том, как быстро эти изменения могут вступить в силу, если система продолжит ослабевать. Исследование, проводимое учеными Колумбийской обсерватории Ламонт-Доэрти в сотрудничестве с Норвежским исследовательским центром, является первым, которое точно определяет временную задержку между прошлыми изменениями в океанской «конвейерной ленте» и серьезными изменениями климата.
Команда ученых изучила ключевую часть модели океанического течения, известную как Атлантическая меридиональная циркуляция (AMOC). Они сосредоточились на участке, где вода опускается от поверхности до дна Северной Атлантики. Они подтвердили, что AMOC начала ослабевать примерно за 400 лет до сильного похолодания 13 000 лет назад и снова начал укрепляться примерно за 400 лет до внезапного потепления 11 000 лет назад.
До сих пор было трудно решить, происходили ли прошлые изменения в океанском течении до или после резких климатических сдвигов в Северном полушарии. Чтобы преодолеть обычные проблемы, команда исследователей собрала данные из керна отложений, пробуренного со дна Норвежского моря, керна отложений озера из южной Скандинавии и кернов льда из Гренландии.
Сравнение данных выявило, что AMOC ослабла во время, предшествовавшее последнему крупному похолоданию планеты, названному Младшим Дриасом, около 13 000 лет назад. Циркуляция океана начала замедляться примерно за 400 лет до похолодания, но как только климат начал меняться, температура над Гренландией резко упала примерно на 6 градусов.
Аналогичная картина возникла в конце этого похолодания; течение начало усиливаться примерно за 400 лет до того, как атмосфера начала резко нагреваться, выходя из ледникового периода. Как только началось потепление, Гренландия быстро прогрелась — ее средняя температура поднялась примерно на 8 градусов всего за несколько десятилетий, что привело к таянию ледников и значительному сокращению морского льда в Северной Атлантике.
«Эти (400-летние) лаги, вероятно, являются той стороной, которую многие ожидали обнаружить», — говорит Андерс Свенссон, который изучает палеоклимат в Копенгагенском университете. «Во многих предыдущих исследованиях предлагались задержки во времени различной длины, но лишь немногие имели необходимые инструменты для определения фазирования с достаточной точностью».
На данный момент не совсем ясно, почему произошла такая длительная задержка между изменениями AMOC и климатическими изменениями в Северной Атлантике.
Также трудно точно определить, что эти модели из прошлого могут означать для будущего Земли. Последние данные свидетельствуют о том, что AMOC снова начала ослабевать 150 лет назад. Тем не менее, нынешние условия сильно отличаются от прошлых времен; глобальные температуры были намного ниже, зимний морской лед простирался дальше на юг и структура океана была совсем другой. Кроме того, в прошлом ослабление AMOC было гораздо более драматичным, чем сегодняшняя тенденция.
Исследование также должно помочь улучшить понимание физики, лежащую в основе климатических моделей, которые, как правило, предполагают, что климат резко реагирует на изменения интенсивности AMOC. Уточнения модели, в свою очередь, могут сделать климатические прогнозы более точными. Как говорят ученые: «Пока мы не понимаем климат прошлого, очень трудно ограничить климатические модели, необходимые для создания реалистичных сценариев будущего».
Nature Communications (2019). www.nature.com/articles/s41467-019-09237-3