スティーブ・リントゥール, 著者提供
南極は世界最大の滝の舞台となります。 アクションは海面下で行われます。 ここでは、何兆トンもの冷たくて濃厚な酸素を豊富に含んだ水が大陸棚から流れ落ち、深いところまで沈んでいます。 この南極の「底層水」はその後、深い海流に乗って海底に沿って北に広がり、数千キロメートル離れたところでゆっくりと上昇していきます。
このようにして、南極は「逆転循環」と呼ばれる世界規模の海流ネットワークを推進し、熱、炭素、栄養素を世界中に再分配します。 この転覆は地球の気候を安定に保つために極めて重要です。 これは酸素が深海に到達する主な方法でもあります。
しかし、この循環が減速している兆候があり、予測よりも数十年早く起こっています。 この減速は、南極の海岸と深海のつながりを分断し、地球の気候、海面、海洋生物に深刻な影響を与える可能性があります。
本サイトの 新しい研究本日、ジャーナル「Nature Climate Change」に掲載されたこの論文は、実世界の観察を使用して、南極周辺の深海が過去 30 年間にどのように、そしてなぜ変化したのかを解読しています。 私たちの測定によると、逆転循環はほぼ XNUMX 分の XNUMX (XNUMX%) 遅くなり、深海の酸素レベルは低下しています。 これはもっと前から起こっています 気候モデル 予測。
南極の氷が溶けると、南極の底層水の形成が妨げられることがわかりました。 雪解け水により、南極の地表水はより新鮮になり、密度が低くなるため、沈む可能性が低くなります。 これにより、循環の逆転にブレーキがかかる。
これは滝です。大陸棚からロス海の深海に流れる濃い水です。 オーストラリアの海洋海氷モデリングのためのコンソーシアム (COSIMA) および国家計算インフラストラクチャ。
なぜ、この問題のでしょうか？
底層水の流れが遅くなると、深海への酸素の供給が減少します。 縮小した酸素を豊富に含む底層の水層は、酸素の少ない暖かい水に置き換えられ、酸素レベルがさらに低下します。
海洋動物は大小問わず、酸素のわずかな変化にも反応します。 深海の動物は低酸素条件に適応していますが、それでも呼吸する必要があります。 酸素が失われると、他の地域に避難したり、行動を適応させたりする可能性があります。 モデルは私たちがそうであることを示唆しています ロックイン これらの動物が利用できる「生存可能な」環境は縮小し、最大 25% の減少が予想されます。
転倒の速度が低下する可能性もあります 激化します 地球温暖化。 反転循環は二酸化炭素と熱を深海に運び、そこで貯蔵され、大気から隠されます。 海洋貯留能力が減少すると、より多くの二酸化炭素と熱が大気中に残ります。 このフィードバックが地球温暖化を加速させます。
海底に到達する南極の底水の量も減少する 海面 なぜなら、それを置き換える暖かい水はより多くのスペースを占めるからです（熱膨張).
棚水の新鮮化により、濃い水の流れが減少し、反転循環の最も深い部分の速度が低下すると同時に、深部の酸素化も減少します。 キャシー・ガン, 著者提供
憂慮すべき変化の兆し
底層水を観察するのは困難です。 南極海は人里離れた場所にあり、地球上で最も強い風と最大の波が吹きます。 冬の間は海底に水が形成されるため、海氷によって立ち入りが制限されます。
これは、南極深海の観測がまばらであることを意味します。 それにもかかわらず、船の航海で全深度の測定を繰り返し行うことで、深海で進行中の変化を垣間見ることができました。 一番下の水層は、 暖かくなり、密度が低くなり、薄くなります.
衛星データは、南極の氷床が 収縮。 急速な融解地域の下流で行われた海洋測定は、融解水が 塩分を減らす 沿岸水域の密度（および密度）。
衛星データに基づく過去数十年間の南極の氷の質量減少は、2002 年から 2020 年の間に、南極大陸が年間平均約 150 億トンの氷を放出し、その融解水が海に加わり、海面が上昇したことを示しています (出典: NASA) ）。
これらの兆候は憂慮すべき変化を示していますが、深部の循環循環を直接観察したものはまだありません。
私たちが何をしたのですか？
それぞれの強みを活かし、さまざまな種類の観察を新しい方法で組み合わせました。
船舶によって収集された全深度の測定値は海洋密度のスナップショットを提供しますが、通常は XNUMX 年に XNUMX 回程度繰り返されます。 一方、係留された計器は、密度と速度の継続的な測定を提供しますが、特定の場所での限られた時間のみを提供します。
私たちは、船舶データ、係留記録、高解像度数値シミュレーションを組み合わせて、南極の底層水の流れの強さとそれが深海に運ぶ酸素の量を計算する新しいアプローチを開発しました。
私たちの研究は、いくつかの水源から底層水を受け取るオーストラリア南部の深い盆地に焦点を当てました。 これらの発生源は大量の融解水流入の下流にあるため、この地域は気候によって引き起こされる深海の変化について早期に警告を発する可能性があります。
調査結果は驚くべきものでした。 1992 年から 2017 年までの 30 年間にわたり、この地域の逆転循環はほぼ XNUMX 分の XNUMX (XNUMX%) 減速し、深層に到達する酸素が減少しました。 この速度の低下は、南極近くでの新化によって引き起こされました。
この新鮮化により、形成される南極底水の密度と体積、およびその流れる速度が減少することがわかりました。
観測された減速は、地球規模の影響をもたらした短命の気候変動がなければ、さらに大きかったであろう。 底層水形成の部分的かつ一時的な回復。 塩分濃度の上昇によって引き起こされたこの回復は、南極大陸棚の塩分濃度の変化に対する底層水の形成の敏感性をさらに示しています。
憂慮すべきことに、これらの観察結果は次のような変化を示しています。 2050年までに起こると予測されている すでに進行中です。
南極の逆転減速によって引き起こされる深海の温暖化、クレジット: Matthew England と Qian Li。
次は何？
世界の温暖化に伴い、南極の氷の減少は今後も続くか、さらに加速すると予想されている。 私たちです 1.5を超えるのはほぼ確実？ 2027 年までの地球温暖化の閾値.
氷の損失が増えると、より新鮮になることを意味するため、循環の減速と深い酸素の損失が続くことが予想されます。
減速の影響は南極に限定されない。 逆転循環は地球の海洋全体に広がり、気候変動と海面上昇のペースに影響を与えます。 また、海洋生物にとっても破壊的で有害な影響を及ぼします。
私たちの研究は、温室効果ガスの排出削減にさらに熱心に、そしてより迅速に取り組む理由をさらに提供します。
著者について
キャシー・ガン、、 CSIRO; マシュー・イングランド、サイエンティア教授およびARCオーストラリア南極科学優秀センター（ACEAS）副所長、 UNSWシドニー, スティーブ・リントゥール、CSIROフェロー、 CSIRO
この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.
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