Science

Prąd Zatokowy jest napędzany wiatrem i może osłabnąć z powodu zmian klimatycznych

Urządzenie naukowe znajduje się na pokładzie statku na morzu – platforma Multicorer na pokładzie rufowym R/V Neil Armstrong.

Nowe dowody zmian w Prądzie Zatokowym, jakie zaszły podczas ostatniej epoki lodowcowej, mogą wskazywać na większą wrażliwość na przyszłe zmiany klimatyczne – wynika z nowego badania przeprowadzonego przez naukowców z UCL.

Badania opublikowane w Natura, odkryli, że podczas ostatniej epoki lodowcowej około 20 000 lat temu, Prąd Zatokowy był silniejszy niż obecnie z powodu silniejszych wiatrów w subtropikalnej części północnego Atlantyku. Może to oznaczać, że jeśli zmiana klimatu spowoduje zmniejszenie się wiatrów subtropikalnych w przyszłości, jak zaczynają wskazywać wstępne badania¹, Prąd Zatokowy może również osłabnąć. Ograniczyłoby to ilość ciepła tropikalnego docierającego do Europy, chłodząc kontynent i powodując wyższe poziomy mórz w Ameryce Północnej, ale prawdopodobny rozmiar tego potencjalnego efektu jest nadal niejasny.

Prąd Zatokowy to prąd powierzchniowy, który płynie wzdłuż wschodniego wybrzeża USA, a następnie przecina Atlantyk do Europy, niosąc ze sobą ciepłą tropikalną wodę. Ta ciepła woda uwalnia ciepło do atmosfery, ogrzewając Europę.

Naukowcy odkryli, że podczas ostatniej epoki lodowcowej, gdy pokrywy lodowe pokrywały większą część półkuli północnej, silniejsze wiatry w regionie skutkowały silniejszym i głębszym Prądem Zatokowym. Jednak pomimo silniejszego Prądu Zatokowego, planeta była ogólnie nadal znacznie zimniejsza niż dzisiaj.

Główny autor, dr Jack Wharton (UCL Geography), powiedział: „Odkryliśmy, że podczas ostatniej epoki lodowcowej Prąd Zatokowy był znacznie silniejszy z powodu silniejszych wiatrów w subtropikalnej części północnego Atlantyku. W rezultacie Prąd Zatokowy nadal przenosił dużo ciepła na północ, mimo że reszta planety była znacznie zimniejsza. Nasza praca podkreśla również potencjalną wrażliwość Prądu Zatokowego na przyszłe zmiany wzorców wiatru. Na przykład, jeśli w przyszłości wiatry będą słabsze, jak pokazano w niedawnym badaniu z wykorzystaniem modeli klimatycznych, może to oznaczać słabszy Prąd Zatokowy i chłodniejszą Europę”.

Prąd Zatokowy jest również częścią rozległej cyrkulacji południkowej Atlantyku (AMOC), która jest napędzana zarówno przez formowanie się głębokich wód w subpolarnym Atlantyku Północnym, gdzie chłodzenie powoduje, że wody powierzchniowe stają się gęste i opadają, jak i przez wiatry. Naukowcy wcześniej wyrażali obawy, w jaki sposób zmiany klimatu mogą osłabić AMOC, ponieważ topniejąca woda lodowcowa spływająca z Grenlandii może zakłócić formowanie się głębokich wód, uniemożliwiając dotarcie ciepłej wody tropikalnej do Europy, a tym samym ochładzając kontynent.

Łącznie, łączny efekt osłabienia wiatru i zmniejszonej formacji głębokiej wody może znacznie osłabić Prąd Zatokowy. Gdyby AMOC miał się załamać – co jest mało prawdopodobnym, ale możliwym scenariuszem na przyszłość – temperatury w Europie spadłyby o 10 do 15 stopni Celsjusza, siejąc spustoszenie w rolnictwie kontynentalnym i wzorcach pogodowych, a zmniejszenie napędzanej wiatrem części Prądu Zatokowego jeszcze bardziej by to pogorszyło.

Współautor, profesor Mark Maslin (UCL Geography), powiedział: „Nie zawsze uznaje się, jak wiele prądów oceanicznych odpowiada za przenoszenie ciepła na całą planetę i kształtowanie naszego klimatu. Paradoksalnie, ocieplenie klimatu może ochłodzić znaczną część Europy poprzez zakłócenie AMOC. Nasze nowe badania poszerzają tę wiedzę i pokazują, że osłabienie wiatrów napędzających Prąd Zatokowy może zmniejszyć cyrkulację ciepła, co dodatkowo wpłynie na kontynent”.

Choć AMOC i tworzące go prądy, w tym Prąd Zatokowy, są czasami nazywane gigantyczną taśmociągiem, badanie to podkreśla złożoność systemu, w którym każda część prądu może reagować na zmiany klimatu w unikalny sposób.

Współautor, profesor David Thornalley (UCL Geography), powiedział: „Zamiast utartej metafory taśmy przenośnikowej, być może lepiej jest myśleć o AMOC jako o serii połączonych ze sobą pętli. Istnieje pętla subtropikalna, której częścią jest Prąd Zatokowy, oraz pętla subpolarna, która przenosi ciepło dalej na północ, do Arktyki. Podczas ostatniej epoki lodowcowej nasze odkrycia pokazują, że pętla subtropikalna była silniejsza niż obecnie, podczas gdy uważa się, że pętla subpolarna była słabsza. Dlatego badając antropogeniczne zmiany klimatu i AMOC, musimy rozważyć, w jaki sposób te różne części mogą się zmieniać i z jakimi wpływami klimatycznymi każda z nich jest związana”.

Aby ocenić siłę prehistorycznego Prądu Zatokowego, naukowcy przeanalizowali skamieniałe szczątki otwornic – mikroorganizmów żyjących na dnie oceanu – pobrane z rdzeni osadowych pobranych u wybrzeży Karoliny Północnej i Florydy. Badania te prowadzili we współpracy z naukowcami z Woods Hole Oceanographic Institute w Massachusetts.

Naukowcy odkryli, że otwornice pobrane z warstw datowanych na okres ostatniej epoki lodowcowej w rdzeniach osadów z różnych miejsc pod Prądem Zatokowym miały sygnatury izotopowe (stosunek tlenu-18 do tlenu-16, który jest kontrolowany przez połączenie temperatury i zasolenia) wskazujące na to, że Prąd Zatokowy był dwa razy głębszy i płynął dwa razy szybciej niż obecnie.

¹Asbjørnsen, H. i Årthun, M. (2023). Dekonstrukcja przyszłego spadku AMOC na 26,5 N. Listy badań geofizycznych, 50(14), e2023GL103515.
  • Praca badawcza w Natura
  • Autor: Dr Alice Carter-Champion
  • Mike Lucibella

    • E: m.lucibella [at] ucl.ac.uk
    • University College London, Gower Street, Londyn, WC1E 6BT (0) 20 7679 2000

    Source

    Related Articles

    Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Back to top button