Изменения в океане ‘конвейер’ предвещало...

В Атлантическом океане, гигантская ‘ленточный конвейер’ несет теплые воды из тропиков в Северную Атлантику, где они круты и раковиной, а затем вернуться на юг, в глубинах океана. Эта циркуляция является важным игроком в глобальной климата, регулированию погодных условий в Арктике, Европы и всего мира. Доказательства чаще высказывается мнение, что эта система замедляется, и некоторые ученые опасаются, что это может иметь серьезные последствия, такие как причинение температурах погружаться в Европе и потеплением вод у восточного побережья США, потенциально вредящих рыболовству и усугубляет ураганы. (Для более-преувеличение возможных последствий, посмотреть фильм 2004 года Послезавтра.)

Упрощенная схема Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции. Он несет теплую воду из тропиков
(красные стрелки) в Северной Атлантике, где вода остывает и опускается перед течет обратно на юг (желтые стрелки).
Эта модель играет важную роль в регулировании климата в Северной Атлантике, а также остальной
мира [кредит: Muschitiello и соавт. 2019]

Новое исследование, опубликованное в Nature Сommunications дает представление о том, как быстро эти изменения могут вступить в силу, если система продолжает слабеть. Возглавляемая учеными из Колумбийского Ламонта-Доэрти Земли обсерватории в сотрудничестве с норвежским научно-исследовательский центр, исследование является первым, чтобы точно определить временные лаги между последние изменения в конвейер океана и изменения климата.

Команда изучила ключевым разделом текущего паттерна океана, известной под названием Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (ЗМОК). Они вышли на участок, где вода опускается с поверхности на дно Северной Атлантики. Они подтвердили, что АМОК начал ослабевать около 400 лет до похолодания 13000 лет назад, и начала укрепляться еще около 400 лет до резкого потепления 11000 лет назад.

“Наши реконструкций свидетельствуют о том, что существуют четкие климатические прекурсоров, предусмотренных океана государства-как признаки, так сказать”, – говорит ведущий автор статьи Франческо Muschitiello, который завершил работу в качестве постдока в Ламонт-Доэрти и сейчас работает в Университете Кембриджа.

До сих пор было трудно решить, является ли последние изменения в конвейер океана произошло до или после резких климатических сдвигов, которые случались в последнее потепление в Северном полушарии. Для преодоления обычных проблем, команда собрала воедино сведения из осадка сердечника, пробуренных со дна Норвежского моря, озера осадок основной из Южной Скандинавии, и ледяные керны из Гренландии.

Ученые обычно полагаются на радиоактивный углерод (углерода 14), построенном для определения возраста отложений; измеряя количество углерода-14 останется в окаменелость показывает, как давно организм умер, и, таким образом, сколько на окружающие осадочные породы. Эти отношения сложно в океанских отложений, хотя бы потому, что углерод-14 создается в атмосфере, и это занимает время для углерода, чтобы сделать свой путь через океан. К тому времени, как он достигнет организмов на дне толще воды, углерод 14 уже может быть сотни или тысячи лет. Так что команде нужен другой способ дата слои наносов в морской ядра.

Вот почему они измерили 14 содержание углерода в близлежащем озере осадок основной. В древних слоях озера содержат разлагающиеся растения, которые тянули углерода 14 непосредственно из атмосферы, поэтому ученые смогли узнать возраст каждого слоя отложений озера. Затем они использовали несколько методов, чтобы соответствовать озера основного слоев осадка морской основного слоя. Слои пепла от двух давних вулканических извержений в Исландии помог все подготовить. Этот процесс дал команду точный возраст каждого слоя в морской ядра.

Далее они сравнили реальный возраст морских отложений с возрастом они читали из глубин 14 измерений углерода океана; различия между этими двумя дал им оценку, сколько времени потребовалось для атмосферного углерода 14, чтобы достичь дна. Другими словами, он показал, как быстро вода тонул в этой области, в процессе, называемом глубоком пластовой воды, что важно для поддержания ЗМОК циркулирует. Теперь у них была запись моделей циркуляции океана в этом регионе в течение долгого времени.

Исследование показало, что изменения в силе АМОК (синяя линия) началась за сотни лет до резкого и внезапного
изменения температуры над Гренландией (красная линия), которые отмечают начало и конец полушария
похолодания, известного как поздний дриас период (показанный здесь как серая колонка)
[Кредит: Muschitiello и соавт. 2019]

Окончательный кусок головоломки был анализ кернов льда из Гренландии, чтобы изучить изменения температуры и климата за тот же период времени. Измерений бериллия-10 в кернах льда помогли авторы точно связать керны льда, чтобы углерод 14 записей, поставив обоих наборов данных на одной временной шкале. Теперь они могли, наконец, сопоставить порядок событий между изменениями циркуляции вод океана и изменения климата.

Сравнивая данные из трех ядер показали, что ЗМОК ослаблен в это время до последнего крупного похолодания на планете, называют поздним дриасом, около 13000 лет назад. Циркуляция океана начал замедляться около 400 лет до похолодания, но после того, как климат начал меняться, температуры над Гренландией быстро погрузились примерно на 6 градусов.

Возникла аналогичная картина ближе к концу, что похолодание; в настоящее время начал укрепляться примерно 400 лет до того, как атмосфера стала резко нагреваться, выходящих из Ледникового периода. Как только началось потепление, Гренландия прогревается быстро-его средняя температура поднялась примерно на 8 градусов всего за несколько десятилетий, что вызывает таяние ледников и морского льда значительно упасть в Северной Атлантике.

“Те [400 лет] лаги, наверное, на длинной стороне то, что многие ожидали”, – говорит Андерс Свенссон, который изучает палеоклимата в Университете Копенгагена, а кто не был вовлечен в текущее исследование. “Многие предыдущие исследования предположили, задержки различной длины, но лишь немногие из них имели необходимые инструменты для определения фазировки с достаточной точностью.”

Соавтор Уильям Д’Андреа, палеоклиматолог из Ламонт-Доэрти был удивлен, что они нашли … он говорит, что ЛАГ раза в два-три раза больше, чем он ожидал.

Пока не совсем ясно, почему была такая долгая задержка между изменениями ЗМОК и климатических изменений в Северной Атлантике.

Это также трудно определить, что эти модели из прошлого может означать для будущего Земли. Последние данные свидетельствуют о том, что АМОК снова начал слабеть 150 лет назад. Однако современные условия сильно отличаются от в последний раз, говорит Muschitiello; глобальный термостат был значительно ниже тогда, зимой морской лед простирался дальше на юг, чем на нью-йоркскую гавань, и структуры океана была бы совсем другой. Кроме того, в прошлом ослабления ЗМОК был гораздо более драматичным, чем сегодняшние тенденции.

Тем не менее, Д’Андреа говорит, что “если ЗМОК были ослабить степень его тогда, это может занять сотни лет для серьезных изменений климата на самом деле манифеста”.

Muschitiello добавляет: “понятно, что есть некоторые прекурсоров в океане, поэтому мы должны смотреть на океан. Тот факт, что ЗМОК замедлился, что должно обеспокоить, основываясь на том, что мы нашли”.

Исследование также должно помочь улучшить физике за климатических моделей, которые обычно предполагают климат резко реагирует в то же время как ЗМОК изменения интенсивности. Модель уточнений, в свою очередь, может делать прогнозы климата более точный. Как Свенссон добавляет он: “пока мы не понимаем, климат в прошлом, очень трудно сдерживать климатических моделей необходимо сделать реалистичные сценарии будущего.”

Источник: Колумбийский Университет [20 Марта 2019]

Танн

Archive перевод с английского