Słodka woda z topniejącego lodu pomaga Oceanowi Południowemu zatrzymywać w głębinach duże ilości CO2. To chwilowa "ulga" dla klimatu, ale jeśli bariera między warstwami wody się załamie, gazy cieplarniane mogą gwałtownie wrócić do atmosfery.

Jak przypominają specjaliści z Instytutu Alfreda Wegenera ds. Badań Polarnych i Morskich (Niemcy), oceany pochłaniają około jednej czwartej całkowitej emisji CO2 pochodzących z działalności człowieka. Z tej ilości sam Ocean Południowy magazynuje aż 40 proc., co czyni go kluczowym obszarem w ograniczaniu globalnego ocieplenia. Jego istotna rola wynika z cyrkulacji wód w tym regionie – masy wodne unoszą się z głębin, a następnie ponownie opadają w dół.

W tym procesie uwalniany jest naturalny CO2 z głębokich warstw oceanu, a jednocześnie pochłaniany i magazynowany jest antropogeniczny dwutlenek węgla z atmosfery. Zdolność Oceanu Południowego do pochłaniania dwutlenku węgla wytwarzanego przez człowieka zależy więc od tego, ile naturalnego CO2 wydobywa się z głębin na powierzchnię – im więcej go wypływa, tym mniej antropogenicznego gazu cieplarnianego ocean jest w stanie wchłonąć.

Unosząca się z głębin Oceanu Południowego woda jest niezwykle "stara" – nie miała kontaktu z powierzchnią od setek, a nawet tysięcy lat. Z biegiem czasu nagromadziła w sobie duże ilości dwutlenku węgla, który naturalnie wraca na powierzchnię w procesie wynoszenia (upwellingu).

Modele wskazują, że nasilające się wiatry zachodnie - spowodowane zmianą klimatu - będą powodować coraz częstsze unoszenie się na powierzchnię tej głębokiej, bogatej w CO2 wody. W dłuższej perspektywie mogłoby to ograniczyć zdolność Oceanu Południowego do pochłaniania dwutlenku węgla pochodzącego z działalności człowieka. Jednak wbrew prognozom modeli dane obserwacyjne z ostatnich dekad nie wskazują na spadek tej zdolności.

Autorzy nowego badania przedstawionego w magazynie „Nature Climate Change” wyjaśniają, dlaczego pomimo nasilania się wiatrów zachodnich Ocean Południowy nadal działa jako pochłaniacz CO2, przyczyniając się tym samym do spowolnienia zmian klimatu.

Głębinowe, bogate w CO2 wody Oceanu Południowego – tłumaczą badacze – zwykle znajdują się poniżej 200 metrów.

Dopóki zachowane jest rozwarstwienie gęstości między warstwami głębinowymi a powierzchniowymi, CO2 z głębszych warstw nie może łatwo wydostać się na powierzchnię.

- Wcześniejsze badania sugerowały, że globalne zmiany klimatu wzmocnią wiatry zachodnie nad Oceanem Południowym, a wraz z nimi także cyrkulację wód – mówi dr Léa Olivier, główna autorka badania.

- To jednak spowodowałoby transport większej ilości wody bogatej w węgiel z głębin na powierzchnię, co w konsekwencji ograniczyłoby zdolność Oceanu Południowego do magazynowania CO2 – tłumaczy.

Choć w ostatnich latach rzeczywiście zaobserwowano nasilanie się wiatrów przypisywane zmianom wywołanym przez działalność człowieka, dotychczas nie ma dowodów na to, by Ocean Południowy pochłaniał mniej dwutlenku węgla.

Na podstawie danych z kilku dekad naukowcy znaleźli wyjaśnienie - odkryli, że głęboka i bogata w CO2 warstwa wody oraz warstwa powierzchniowa uboga w dwutlenek węgla stały się w ostatnich latach coraz bardziej odrębne.

To dobra wiadomość, ponieważ taka granica utrudnia uwalnianie pradawnego CO2. Jest to jednak delikatna równowaga.

- Nasze badanie pokazuje, że mniej słona woda powierzchniowa tymczasowo zrównoważyła osłabienie pochłaniania węgla w Oceanie Południowym przewidywane przez symulacje modelowe” – wyjaśnia dr Olivier. - Jednak sytuacja ta może się odwrócić, jeśli rozwarstwienie wód osłabnie.

Od lat 90. górna granica głębinowej masy wodnej przesunęła się o około 40 metrów bliżej powierzchni, gdzie woda bogata w CO2 coraz częściej zastępuje mniej słoną wodę powierzchniową. Wraz z przesuwaniem się warstwy przejściowej między wodami powierzchniowymi a głębinowymi ku powierzchni woda staje się bardziej podatna na mieszanie, które może być przede wszystkim skutkiem nasilających się wspomnianych wiatrów zachodnich. Takie mieszanie mogłoby uwolnić nagromadzone pod warstwą wód powierzchniowych CO2.

Marek Matacz 

mat/ zan/

Fot. Depositphotos