Nizak salinitet vode Južnog okeana je decenijama izolovao ugljen-dioksid, ali…

Studija Instituta Alfred Vegener daje potencijalno objašnjenje zašto se okean oko Antarktika suprotstavlja projekcijama klimatskih modela i nastavlja da apsorbuje ugljen-dioksid, uprkos efektima klimatskih promena.

Klimatski modeli sugerišu da bi klimatske promene mogle smanjiti sposobnost Južnog okeana da apsorbuje ugljen-dioksid (CO₂). Međutim, opservacioni podaci pokazuju da ta sposobnost nije značajno opala tokom poslednjih decenija. U nedavnoj studiji, istraživači iz Instituta Alfred Vegener otkrili su šta bi moglo biti uzrok tome.

Preporučujemo

Voda sa niskim salinitetom u gornjem okeanu obično pomaže u zadržavanju ugljenika u dubokom okeanu, što usporava njegovo oslobađanje u atmosferu. Međutim, to se sada menja, jer klimatske promene sve više menjaju Južni okean i njegovu funkciju skladišta ugljenika.

Okeani apsorbuju otprilike četvrtinu svih emisija CO₂ u atmosferu izazvanih ljudskom aktivnošću. Od toga, sam Južni okean skladišti oko 40 procenata, što ga čini ključnim regionom za obuzdavanje globalnog zagrevanja.

Njegova važna uloga je rezultat okeanske cirkulacije u tom regionu, gde se vode iz dubljih slojeva izdižu, obnavljaju, a zatim ponovo vraćaju u dubine. Ovaj proces oslobađa prirodni CO₂ iz dubokog okeana i apsorbuje i skladišti antropogeni CO₂ iz atmosfere.

Koliko dobro Južni okean može da apsorbuje antropogeni CO₂ zavisi od količine prirodnog CO₂ koji izlazi na površinu iz dubine: što više prirodnog CO2 izlazi na površinu iz dubljih slojeva – Južni okean može da apsorbuje manje antropogenog CO₂. Ovaj proces kontrolišu okeanska cirkulacija i stratifikacija različitih vodenih masa.

Voda koja se izdiže iz dubina Južnog okeana je veoma stara – nije bila na površini stotinama ili hiljadama godina. Tokom vremena je akumulirala velike količine CO₂ koje se prirodno vraćaju na površinu putem procesa izdizanja.

Modeli pokazuju da će pojačani zapadni vetrovi, izazvani klimatskim promenama, uzrokovati sve veće izbijanje ove vode bogate ugljen-dioksidom na površinu. Dugoročno gledano, to bi smanjilo kapacitet Južnog okeana da apsorbuje CO₂ ljudske proizvodnje. Međutim, suprotno projekcijama klimatskih modela, opservacioni podaci iz proteklih decenija ne pokazuju smanjenje tog kapaciteta.

Nova studija Centra za polarno i morsko istraživanje Instituta Alfred Vegener daje objašnjenje zašto, uprkos jačanju zapadnih vetrova, Južni okean nastavlja da funkcioniše kao skladište CO₂ u proteklim decenijama i tako usporava klimatske promene.

Duboka voda u Južnom okeanu se obično nalazi ispod 200 metara dubine. Ta voda je slana, bogata nutrijentima i relativno topla u poređenju sa vodom bliže površini, kažu autori studije. Duboka voda sadrži veliku količinu rastvorenog CO₂ koji je ušao u duboki okean sa površine pre mnogo vremena. Voda bliže površini, s druge strane, manje je slana, hladnija je i sadrži manje CO₂. Sve dok stratifikacija po gustini između duboke i površinske vode ostaje nedirnuta, CO₂ iz dubljih slojeva ne može lako da se izdigne na površinu.

Hladna voda niskog saliniteta potiskuje vodu bogatu ugljenikom, ali klimatske promene dovode CO₂ opasno blizu površine

Prethodna istraživanja su sugerisala da će globalne klimatske promene ojačati zapadne vetrove iznad Južnom okeana, a tako i obrtanje cirkulacije. To bi, pak, transportovalo više vode bogate ugljen-dioksidom iz dubine na površinu, što bi smanjilo sposobnost Južnog okeana da skladišti CO₂. Iako je u nedavnim modelima i opservacionim studijama jačanje vetrova već zabeleženo i pripisano antropogenim promenama, nema dokaza da Južni okean apsorbuje manje CO₂ – barem u ovom trenutku.

Dugoročna posmatranja sugerišu da klimatske promene možda utiču na svojstva površinskih i dubinskih vodenih masa. Istraživači su koristili biogeohemijske podatke velikog broja ekspedicija u Južnom okeanu između 1972. i 2021. godine. Tražili su dugoročne anomalije, kao i promene u obrascima cirkulacije i osobinama vodenih masa.

Pri tome su uzeti u obzir samo procesi povezani sa razmenom između dve vodene mase, to jest cirkulaciju i mešanje, a ne biološke procese. Utvrđeno je da su od 1990-ih dve vodene mase postale drugačije jedna od druge. Salinitet površinske vode Južnog okeana se smanjio usled povećanog dotoka sveže vode putem padavina i topljenja glečera i morskog leda. Ovo „osvežavanje“ dodatno jača stratifikaciju između dve vodene mase, što zadržava dubinsku vodu bogatu ugljen-dioksidom u donjem sloju i sprečava je da probije barijeru između dva sloja.

„Naša studija pokazuje da je svežija površinska voda privremeno zaustavila slabljenje kapaciteta Južnog okeana da apsorbuje CO₂“, kažu autori. „Međutim, situacija bi se mogla promeniti ako stratifikacija oslabi“.

Postoji rizik da se to desi, pošto jači zapadni vetrovi guraju duboku vodu sve bliže površini. Od 1990-ih, gornja granica duboke vodene mase pomerila se oko 40 metara ka površini, gde voda bogata ugljen-dioksidom sve više zamenjuje zimsku površinsku vodu niskog saliniteta. Dok se prelazni sloj između površinske i dubinske vode približava površini postaje podložniji mešanju, koje bi prvenstveno moglo biti uzrokovano jačim zapadnim vetrovima. Takvo mešanje bi oslobodilo CO₂ akumuliran ispod površinskog sloja vode.

Jedna nedavno objavljena studija sugeriše da je ovaj proces već počeo. Rezultat bi bio da više vode iz dubine bogate ugljen-dioksidom može da stigne na površinu, što bi smanjilo kapacitet Južnog okeana da apsorbuje antropogeni CO₂ i tako dodatno podsticalo klimatske promene.

“Najviše me je iznenadilo to što smo odgovor pronašli ispod površine. Moramo gledati dublje u okean – inače rizikujemo da propustimo ključni deo priče,” kaže dr Lea Olivije, glavni autor studije.

Radi potvrde da li se u poslednjim godinama oslobođa više CO₂ iz dubokog okeana, potrebni su dodatni podaci, posebno iz zimskih meseci, kad vodene mase imaju tenedenciju mešanja. Institut Alfred Vegener planira da u narednim godinama pažljivo prouči ove procese u okviru međunarodnog programa Antarctica InSync, i stekne bolje razumevanje efekata klimatskih promena na Južni okean i potencijalnih interakcija.

(Telegraf Nauka/EurekAlert)