Как вентиляция на разных глубинах слоёв Атлантики связана между собой и какую роль играют изменения в циркуляции океана?
Исследователи из Бремена, Киля и Эдинбурга искали ответ на этот вопрос, и их выводы были [опубликованы](https://www.nature.com/articles/s41467-025-61177-3) в Nature Communications.
Солёная вода в океанах неоднородна: есть слои воды с разной солёностью и температурой. Явление термохалинной циркуляции, которое возникает из-за различий в плотности, вызванных колебаниями температуры и солёности, приводит в движение Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию (AMOC) и другие модели течений. Однако вблизи поверхности на циркуляцию океана также влияют ветры, которые отвечают за образование крупных субтропических круговоротов в Атлантике как на северной, так и на южной сторонах экватора.
Роль круговоротов в морских экосистемах
Эти круговороты играют важную роль в [морских экосистемах], поскольку они снабжают организмы на морском дне кислородом, который затем частично потребляется при разложении органических веществ. Если поступление свежей, холодной и богатой кислородом воды ограничено, образуются зоны кислородного минимума.
Команда исследователей из Центра морских наук об окружающей среде MARUM и Департамента наук о Земле Университета Бремена, из Кильского университета и из Центра Лайелла в Университете Хериота-Уатта в Шотландии изучила, как ослабление AMOC связано с вентиляцией мелководного океана. Основное внимание было уделено тропической зоне кислородного минимума у северо-западного побережья Африки.
Исследование на основе бентосных фораминифер
В своём исследовании, основанном на бентосных фораминиферах — микроскопически малых одноклеточных организмах, которые образуют раковину и живут на [дне океана], — команда смогла реконструировать изменения содержания кислорода в зоне кислородного минимума в восточной тропической части Северной Атлантики за последние 27 000 лет.
«Бентосные фораминиферы реагируют на изменения содержания кислорода, что влияет на их распределение, среди прочего. Используя эти маленькие микроскопические окаменелости, мы изучили, как менялось содержание кислорода в океане в то время, когда AMOC, согласно исследованиям, была слабее, чем сегодня», — объясняет доктор София Барраган-Монтилья. Она защитила докторскую диссертацию в MARUM и сейчас является научным сотрудником рабочей группы по палеоценографии в Институте наук о Земле в Кильском университете.
Вопрос о том, замедлится ли AMOC в будущем и как это произойдёт, продолжает обсуждаться в научных кругах. Команда учёных пошла дальше: что произойдёт с мелководными клетками, если циркуляция AMOC ослабнет?
«Мы были удивлены, обнаружив, насколько тесно содержание кислорода у северо-запада Африки связано с состоянием Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции», — объясняет доктор Стефан Мулитца из MARUM.
В глубокой Атлантике ослабление меридиональной циркуляции приводит к снижению содержания кислорода. Однако мелководные слои Атлантики лучше вентилируются при снижении AMOC. Это результат усиления ветров, приводящих в движение субтропический круговорот, который усиливается за счёт большей разницы температур и атмосферного давления между тропиками и более высокими северными широтами.
Первый автор, доктор Барраган-Монтилья, изучала бентосных фораминифер, что привело команду к выводам их исследования. «Мы обнаружили, что во времена ослабления AMOC в зоне кислородного минимума восточной тропической части Северной Атлантики было больше кислорода, что указывало на усиление мелководной клетки», — говорится в исследовании.
Дополнительным выводом исследователей стало то, что интенсивность зоны кислородного минимума у северо-запада Африки в значительной степени контролируется циркуляцией океана и меньше зависит от колебаний истощения кислорода из-за разложения органического материала.
Результаты текущего исследования будут продолжены в рамках кластера передового опыта «Дно океана — неизведанный интерфейс Земли», который базируется в MARUM. Одна из тем исследований кластера — как сложные экосистемы реагируют на изменение условий окружающей среды.
Предоставлено [MARUM — Центр морских наук об окружающей среде].