25 июня 2007 г.

Северный Ледовитый океан задышал 18 миллионов лет назад

В Nature появилась занятная статья про историю глубинных вод Северного Ледовитого океана.

Суть такая.
Ключевым фактором, определяющим земной климат, как сейчас, так и в прошлом, является глобальный конвейер океанических течений. В этом конвейере самое важное и "хрупкое" место -- это образование холодных глубинных вод в Северной Атлантике и Северном Ледовитом океане. Теплое течение приносит из тропиков воду, она там остывает, испаряется, становится более соленой, ныряет на дно, обогащая придонные воды кислородом, и затем по дну возвращается назад. Этот процесс зависит от многих факторов, в том числе и от рельефа океанического дна. Но если история Атлантического океана в последние сто миллионов лет более-менее известна, то что происходило с Сев.Лед.океаном -- известно плохо из-за отсутствия данных.

Вообще, данные о климате на Земле в прошлом можно получать самыми разными способами. Если требуется заглянуть в прошлое на миллионы лет, то наиболее удобны керны (цилиндрические столбики пород) океанического дна, получаемые бурением. Теплые океаны бурят уже полвека, а вот до Северного Ледовитого добрались только недавно. В 2004 году был получен 428-метровый керн дна вблизи северного полюса, и сейчас вот публикуют результаты анализа этого керна.

В описываемой статье речь идет про 6-метровый кусочек (с 193 по 199 метров) керна, в котором происходят интересные вещи. Глубже этого места находятся отложения, бедные кислородом, выше -- богатые кислородом. Сам же этот кусочек состоит и большого числа чередующихся полосок то того, то другого. Поскольку отложения характеризуют общее состояние океана, то получается этот слой отвечает довольно краткому периоду перехода от застойного, бедного кислородом, озеро-подобного состояния в богатое кислородом, хорошо "проветриваемое" состояние. Этот переход, впрочем, произошел не одновременно, а сопровождался колебаниями туда-сюда.

Интересно, что удалось довольно точно датировать этот слой (~18,2 млн. лет назад), т.к. он содержит отложения специфических организмов, характерных именно для этой эпохи. Длительность периода (0,7 млн. лет) оценили просто по скорости накопления отложений.

Для того, чтобы разобраться с тем, что же случилось в то время, авторы построили модель изменения профиля океана за счет движения плит (десятки миллионов лет -- этот тот масштаб, когда плиты уже существенно смещались). И выяснили, что по всей видимости ключевым моментом стало открытие глубоководного пролива Фрама, проходящего по океанскому дну между Гренландией и Шпицбергеном. Этот пролив открыл глубоководное сообщение между Атлантическим и Северным Ледовитым океаном, т.е. включил его в конвейер и привел к эффективному перемешиванию вод.

Вообще, если посмотреть на карту этой области, то может показаться, что Северный Ледовитый океан и так прекрасно соединяется с Атлантическим через Баренцево море. На самом деле, это море очень мелкое, не более 500 метров, а для глубоких вод требуется пара километров.

Десятки миллионов лет назад Гренландия была существенно ближе к Европе, и тогда Северный Ледовитый океан был со всех сторон закрыт сушей или мелкими морями. Затем, когда открылся пролив Фрама, вначале узкий, через него пошла вода из Ледовитого океана (утверждается, что за счет простого гидростатического напора). Затем по мере расширения поток стал двунаправленный: в глубине поступала более соленая вода из Атлантики, а сверху вытекала менее соленая вода из Ледовитого океана.

Приток атлантических вод и обогатил кислородом глубины Ледовитого океана, поскольку внутри самого Ледовитого океана никакой особой глубинной конвекции не было. Однако из-за колебания уровня моря (порядка 15-30 метров в Миоцене) этот приток то исчезал, то появлялся вновь -- это и порождало полоски, то бедные, то богатые кислородом. И лишь когда пролив расширился достаточно (по оценкам авторов, 40-50 км уже хватит), там организовалась горизонтальная циркуляция вод. Приток атлантических вод стал бесперебойным и кроме того, не только глубинным, но и поверхностным. Это еще больше вовлекло Северный океан в глобальный конвейер и обогатило его кислородом. Так Северный Ледовитый океан задышал.

Авторы еще замечают, что этот момент примерно совпадает с так называемым климатическим оптимумом в среднем миоцене, но непонятно, какая связь между этими явлениями.

В Рунете уже есть несколько сообщений по этой работе (источником служит новость на Newscientist), но они, как водится, содержат ошибки (даже банальные переводческие -- например, никто так и не удосужился перевести Svalbard как Шпицберген). И еще не могу не поиздеваться над переводчиками. Как вам такая фраза:
"Около 20 миллионов лет назад Северный Ледовитый океан представлял из себя большое озеро, чья пресная вода попадала в Атлантический океан через тонкий пролив в его южной части."

Где у Северного Ледовитого океана южная часть? :) (на NewScientist написано: "...текут на юг через узкий пролив...")

Кстати, статья свободно доступна на домашней страничке одного из авторов (листайте вниз, последняя статья с гиперссылкой). В статье и в сопровождающих материалах есть красивые картинки :)

[Комментарии на Элементах]

Комментариев нет:

Отправить комментарий