Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?

В Тихом океане началась стремительная перестройка, которая ломает все привычные процессы. Молодая океаническая вода начнет стареть, а старая — молодеть. К такому неожиданному выводу пришли ученые из Калифорнийского университета (Сан-Диего), когда смоделировали циркуляцию тихоокеанской воды на сто лет вперед. Почему же две части самого большого водоема на планете меняют свой возраст на противоположный?

Почему задыхается старая вода?

С берега старение океана не разглядеть, хотя процесс идет постоянно. Вода теряет растворенный кислород: его расходуют морские обитатели, бактерии и обычные химические реакции. Пока водная масса контактирует с поверхностью и открытым воздухом, запас восполняется. Стоит ей уйти вниз и потерять эту связь, и обратного пути к свежему кислороду уже нет.



Отсюда и понятие возраста. Молодая вода недавно была наверху, она насыщена кислородом и обитаема. Старая вода давно оторвалась от поверхности, ее кислородный бюджет постепенно исчерпывается, и жить в ней становится все труднее.

Дальше начинает действовать физика, которая знакома каждому, кто хоть раз в жизни открывал бутылку с теплой газировкой. Чем теплее вода, тем меньше кислорода она удерживает. Глобальное потепление подстегивает старение океанов, и ученые предупреждает, что ничем хорошим для подводных систем это не закончится. При этом исследователям мало знать, что кислорода в океане в целом станет меньше. Важно другое: где именно и насколько сильно. А до недавнего времени именно с этим была проблема — никто не мог сказать, как потери распределятся по регионам.

Взгляд на столетие вперед

Калифорнийские ученые поступили хитро. Вместо того чтобы строить сложную модель с десятками параметров, они взяли упрощенную схему океанских течений и «прокрутили» ее на сто лет вперед. Цель — увидеть чистый эффект потепления на кислород в воде, не утонув в сотне побочных факторов.

Главное происходит в Тихом океане, на глубинах от 200 до 1000 метров — в термоклине. Это слой-посредник между теплой поверхностью и холодными глубинами: через него вода обменивается свойствами, и он первым чувствует смену температурного режима.



Механизм простой. Теплая вода легче холодной, поэтому слои расслаиваются. Океан греется сверху: разница температур между верхом и низом растет, а с ней и барьер между ними. Слоям все труднее смешиваться, вертикальные потоки слабеют, обмен затихает. Как пишут сами исследователи: молодые слои в термоклине Тихого океана становятся старше, а старые — моложе.

Север и тропики расходятся?

Замедление обмена одинаковое, а результат разный, и причина в ветрах. В субтропической северной части Тихого океана термоклин питается сверху: туда подмешиваются молодые и более свежие воды с верхних горизонтов. Когда этот приток слабеет, подпитки молодостью не хватает, и слой стареет. Кислород там начнет уходить активнее всего.

В тропической части все устроено наоборот. Там на термоклин сильнее работает подпитка снизу, а поднимающаяся вода старая и менее пресная. Замедление вертикальных потоков означает, что старой воды снизу придет меньше.

Результат вышел прямо парадоксальный. Тропический термоклин помолодеет. Но не потому, что к нему прибудет свежая вода, а наоборот, из-за того, что к нему перестанет поступать порции старой воды. Уменьшение количества старой воды означает, что средний возраст слоя снижается. То есть омоложение происходит не через приток, а через лишение.



У второго эффекта обнаружился неожиданный источник. Он работает по принципу дистанционного управления и тянется из Южного океана вокруг Антарктиды, который тоже нагревается. Получается, что замедление вертикальных потоков в Тихом океане — результат двойного давления: местного, тихоокеанского, и далекого, антарктического.

Прежние работы уже предсказывали сдвиги кислородного баланса, но новая модель дает детализацию: где именно, в какую сторону и насколько сильно затормозит вертикальный обмен. Авторы надеются, что это уточнение повысит уверенность в климатических прогнозах и поможет лучше сравнивать их с реальной дезоксигенацией океана.

Что будет с морской жизнью, команда не разбирала, но предполагает, что сильнее всего изменения ударят по северной части Тихого океана.

Что осталось за кадром

Одна новость — умеренно хорошая. Существующие зоны с низким кислородом не обвалятся резко: потери там пойдут мягче. Но утешение хрупкое: эти районы и так уже на грани, хуже них в океане просто нет.

Модель упрощенная, и авторы этого не скрывают. Для полной картины на сто лет вперед нужны более детальные расчеты, например, с учетом смены направления ветров. Без этого Тихий океан не собрать. Как заключают исследователи, именно эти изменения циркуляции, вызванные потеплением, формируют физическую, биогеохимическую и экосистемную реакцию Тихого океана на антропогенный климат.