Pulsar - portal popularnonaukowy Pulsar - portal popularnonaukowy Shutterstock
Środowisko

Oceaniczne płuco niedomaga i może zwiększyć globalne ocieplenie

Jeśli stężenie dwutlenku węgla w atmosferze nadal będzie rosło, wydajność jednej z dwóch głównych pomp tłoczących tlen w głębiny może spaść o ok. 40 proc.

Choć woda oceaniczna krąży nieustannie po całym globie, wędrówka w głębiny przychodzi jej z trudem. To niezwykłe, ale na całej Ziemi jest zaledwie parę miejsc, gdzie może swobodnie pokonać wielokilometrową otchłań i dostarczyć tlen na dno oceanu. Gdyby nie te nieliczne globalne przepompownie życiodajnego gazu, oceaniczne głębie zmieniłyby się w pustynie biologiczne. Tak już się zdarzało podczas niektórych okresów masowych wymierań.

Natleniona woda z powierzchni oceanu zanurkuje w głębiny tylko wtedy, gdy będzie odpowiednio gęsta. To z kolei zależy od jej temperatury i zasolenia. Gdybyśmy wykonali przekrój przez wody oceaniczne, zobaczylibyśmy, że w większości akwenów przypominają one tort podzielony na warstwy. Różnią się one temperaturą oraz zasoleniem i prawie nie mieszają się ze sobą. Gdyby cały ocean tak wyglądał, tlenu w nim byłoby niewiele – tylko wierzchnia warstwa, mająca stały kontakt z atmosferą, miałaby go pod dostatkiem. Na szczęście są jeszcze strefy podbiegunowe, gdzie słona woda powierzchniowa zostaje schłodzona, a grawitacja nie ma problemu, aby zmusić tę gęstą ciecz do wędrówki w dół. Tym samym otwierają się wrota, którymi tlen może swobodnie przedostać się głębin. Wraz z tlenem nurkują związki pokarmowe.

W tym kontekście niepokojąco brzmią doniesienia opublikowane w „Nature”. Ich autorzy – oceanograf Matthew England z University of New South Wales (Australia) i Quian Li z Massachusetts Institute of Technology (USA) ze współpracownikami – alarmują, że antarktyczna pompa tlenu słabnie, a jej wydajność może spaść o ok. 40 proc. w trzech następnych dekadach, jeśli stężenie dwutlenku węgla w atmosferze nadal będzie rosło.

Pompę tworzy bardzo zimna, słona i natleniona masa wody zwana Antarctic Bottom Water (AABW), która powstaje głównie na morzach Weddella i Rossa – bezpośrednio stykających się z Białym Lądem i częściowo zakrytych lodowcami szelfowymi. Naukowcy szacują, że każdego roku ok. 250 bln ton tej wody wędruje w dół, docierając najpierw na dno Oceanu Południowego, a stamtąd przemieszczając się na północ, ku głębinom oceanów Indyjskiego, Spokojnego i Atlantyckiego. „Gdyby ziemski ocean miał płuca, AABW byłoby jednym z nich” – mówi England.

Do zatoru w tym „płucu” mogą doprowadzić rosnące temperatury na planecie, w tym wokół Antarktydy. Ciepło dobiera się tam coraz śmielej do lodowców szelfowych oraz strumieni lodowych spływających z lądu. Jeśli wód roztopowych zacznie przybywać, doprowadzą one do zmniejszenia zasolenia, a tym samym gęstości wód AABW. W efekcie ich objętość się zmniejszy.

Skutki będą dramatyczne. Po pierwsze, wielkie baseny i rowy oceaniczne położone na głębokości poniżej 4 km zaczną się ocieplać i zamierać. W skrajnym przypadku grozi im anoksja, czyli skrajne niedotlenienie. Po drugie, pompa poza tlenem tłoczy też w głębiny dwutlenek węgla, który oceany odbierają od atmosfery. Awaria tego systemu grozi zatem przyspieszeniem globalnego ocieplenia (ponieważ więcej wyemitowanego przez nas CO2 pozostanie w powietrzu). Po trzecie wreszcie, wody AABW chronią Antarktydę przed cieplejszymi prądami morskimi – ta tarcza może przestać istnieć.

Wszystko to są konsekwencje oczywiste i bezpośrednie, ale – jak podkreślają autorzy badań – nie sposób dokładnie przewidzieć, w jaki sposób ewentualny defekt „antarktycznego płuca” zaburzyłby globalną cyrkulację oceaniczną. Wiadomo jednak, że m.in. reguluje ona ziemski klimat w skali setek i tysięcy lat.

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną