Новое исследование определило термометр для мирового океана

Исследователи из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего предложили новый способ измерения средней температуры океана. В статье, опубликованной 4 января 2018 года в журнале Nature, геоученый Джефф Северингхаус и его коллеги из Скриппса, а также учреждений Швейцарии и Японии подробно описали этот новаторский подход.

Определение изменений средней температуры всего мирового океана было чрезвычайно сложной задачей из-за распределения различных водных масс. Каждый слой воды может иметь резко различающуюся температуру, что затрудняет вычисление среднего значения по всей поверхности и глубинам. Ученые обошли эти препятствия, определив температуру косвенно — через соотношение благородных газов в атмосфере, которое напрямую связано с температурой океана.

Метод основан на измерении соотношения аргона, криптона и ксенона в пузырьках воздуха, захваченных во льдах Антарктиды. По мере потепления океанов криптон и ксенон высвобождаются в атмосферу в известных количествах. Соотношение этих газов в атмосфере позволяет рассчитать среднюю глобальную температуру океана. Пробы льда были взяты в рамках проекта по бурению ледникового щита Западной Антарктики (WAIS Divide), охватывающего почти 100 000 лет. Для исследования использовались образцы возрастом от 8 000 до 22 000 лет.

Этот метод позволил впервые получить детальные данные. Исследование показало, что средняя глобальная температура океана на пике последнего ледникового периода составляла 0,9 °C. Современная средняя температура океана равна 3,5 °C. Поэтапные измерения между этими точками дают беспрецедентное понимание изменений климата.

«Причина, по которой это исследование так интересно, заключается в том, что предыдущие методы реконструкции теплосодержания океана имели очень большие погрешности в датировке, что сглаживало более тонкие особенности записи», — сказала соавтор Сара Шеклтон. «Поскольку датировка WAIS Divide очень точна, мы впервые смогли увидеть эти тонкие особенности в записи дегляциации».

В будущем соотношение этих благородных газов можно будет определять по атмосферным пробам, взятым в любой точке мира. Текущая точность метода составляет около 0,2 °C. Ученые надеются усовершенствовать процедуру, чтобы с его помощью отслеживать современную тенденцию потепления океанов, дополняя данные программы Argo, которая ограничена ледо-свободными районами и глубиной до 2000 метров.