Исследователи разрешили океанский парадокс с помощью 55 галлонов флуоресцентного красителя

Впервые международная группа исследователей под руководством специалистов из Океанографического института Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего непосредственно измерила подъём холодных глубинных вод посредством турбулентного перемешивания вдоль склона подводного каньона в Атлантическом океане. Наблюдаемая скорость апвеллинга (подъёма вод) более чем в 10 000 раз превышала среднемировую скорость, предсказанную в 1960-х годах известным океанографом Уолтером Манком. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Это открытие помогает разрешить давнюю загадку в океанологии и может улучшить способность человечества прогнозировать изменение климата. Глобальная циркуляция океана, подобная конвейерной ленте, играет ключевую роль в климатической системе, перераспределяя тепло, питательные вещества и углерод. Однако возврат холодной глубинной воды к поверхности через апвеллинг в рамках меридиональной опрокидывающей циркуляции (МОС) ранее был лишь теоретизирован, но никогда не измерялся напрямую. Мунк оценил скорость этого процесса в 1 сантиметр в день. Позже возник парадокс: сильная турбулентность у дна, где вода холоднее, должна была бы опускать воду, а не поднимать её. В 2016 году была предложена теория, что крутые склоны морского дна, например, стенки подводных каньонов, могут вызывать нужный тип турбулентности для апвеллинга.

Чтобы проверить эту теорию, исследователи провели эксперимент в каньоне впадины Роколл, примерно в 370 км к северо-западу от Ирландии. С борта научного судна они высвободили 55 галлонов (208 литров) нетоксичного флуоресцентного красителя флуоресцеина на высоте 10 метров от дна и отслеживали его движение в течение двух с половиной дней с помощью специальных флуорометров. Результаты подтвердили теорию: был зафиксирован турбулентный апвеллинг вдоль склона каньона со скоростью около 100 метров в день, что намного быстрее расчётов Мунка.

«Мы наблюдали апвеллинг, который никогда раньше не измерялся напрямую, — говорит ведущий автор исследования Бетан Уинн-Каттанач. — Скорость этого подъёма действительно высока, что наряду с измерениями опускания вод в других частях океана говорит о существовании "горячих точек" апвеллинга». Следующим шагом будет проверка наличия подобного явления в других подводных каньонах мира. Включение этого физического процесса в климатические модели улучшит их прогностическую способность.