В океане обнаружен слой воды, который тысячелетиями не сообщается с поверхностью

Исследование, опубликованное в журнале Nature, предлагает новую картину циркуляции воды в Мировом океане. Согласно выводам учёных, холодная вода из антарктических морей, опустившись на дно, после этого не поднимается выше отметки 2,5 километра. А на глубинах от 1 до 2,5 километра лежит слой "мёртвой воды" с очень медленной циркуляцией. Молекуле воды из него требуется более тысячи лет, чтобы достичь поверхности.

Молекуле воды требуется больше тысячи лет, чтобы добраться до поверхности из "мёртвой зоны".
Фото Global Look Press.

Но обо всём по порядку. Опишем картину согласно классическим представлениям. В Антарктиде, несмотря на подогревающий её на западе столб магмы, всё-таки очень холодно. Вода у поверхности неприветливых южных морей остывает и становится плотнее нижележащих слоёв. Подчиняясь заветам старика Архимеда, она опускается на дно.

Эти потоки воды в буквальном смысле ледяные: их температура около нуля, что для солёной морской воды всё-таки чуть-чуть выше точки замерзания. Антарктические донные воды (antarctic bottom water) – самая холодная и самая плотная вода во всём Мировом океане.

Очень медленно эти холодные водные массы движутся на север, к экватору, постепенно нагреваясь (в том числе от гидротермальных источников). Далеко на просторах океана они наконец пускаются в обратный путь. На полный круг требуются десятки лет.

Такова картина в самых общих чертах. Но в ней всё ещё остаётся много неясных деталей. Например, на какой именно глубине водные массы поворачивают обратно? Всплывают ли они к самой поверхности?

Заполнить этот пробел решила команда учёных во главе с Казимиром де Лаверном (Casimir de Lavergne) из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии. Исследователи заинтересовались, как циркулирует вода между 32 градусом южной и 48 градусом северной широты на глубинах свыше одного километра.

У берегов Антарктиды на дно погружаются холодные воды.
Фото Global Look Press.

Авторы использовали базу данных по глобальной гидрографической климатологии WOCE. Кроме того, они пользовались картами распределения углерода-14 в океанической воде, созданными в рамках проекта GLODAP. Содержание этого радиоактивного изотопа в разных точках Мирового океана измерено основательно: океанологи включили в свою модель 36,5 тысяч значений.

Дело в том, что углерод-14 имеет довольно короткий по геологическим меркам период полураспада: его количество уменьшается вдвое за 5,7 тысячи лет. Количество этого изотопа позволяет понять, как давно вода контактировала с поверхностью и "пополняла запасы" радиоуглерода. На этом же принципе основана углеродная датировка органики.

Эти данные учёные внедрили в собственную модель, которая учитывает влияние рельефа дна более точно, чем это делалось в работах предшественников. С помощью этой модели авторы проследили путешествие антарктических вод по тёмным океаническим безднам.

У них получилось, что антарктические донные воды начинают путь на тёплый ласковый север на глубинах более четырёх километров. Но и обратно они поворачивают отнюдь не у поверхности. Движение с севера на юг происходит в основном глубже 2,5 километров. На поверхность эти водные массы поднимаются уже у берегов "родного" континента, когда их вытесняет более холодная тонущая вода.

А выше этой отметки в 2,5 километра и вплоть до глубины в один километр, где уже начинаются поверхностные течения, лежит слой "мёртвой воды". Циркуляция вдоль меридиана в нём тоже есть, но гораздо более слабая. Правда, эти водные массы, в отличие от антарктических донных, всё же сообщаются с поверхностью. Однако молекуле воды из этого слоя требуется около полутора тысяч лет, чтобы оказаться в тёплых широтах и подняться к поверхности. То есть молекула воды, всплывшая на поверхность из этого слоя прямо сейчас, в последний раз видела солнечный свет во времена падения Рима.

Исследования такой неторопливой циркуляции в Мировом океане очень важны. Они позволяют лучше понять роль океана в формировании климата, который, как известно, меняется. А значит, точнее представить себе и место человека в этих грандиозных процессах, последствия которых затрагивают каждого.