Южный океан находится в состоянии хрупкого равновесия. Море имеет слоистую структуру: холодная поверхностная вода лежит на относительно тёплой. Это нестабильная ситуация: при прочих равных условиях тёплая вода должна подняться наверх. Но она более солёная и, следовательно, более плотная, поэтому остаётся внизу. Холодный верхний слой обновляется за счёт снегопадов и морского льда, который формируется у побережья, затем дрейфует на север в открытый океан, прежде чем растаять.
За последние 10 лет площадь морского льда сократилась из-за потепления океана. Быстрое таяние принесло ещё больше пресной воды на поверхность, что должно было усилить изолирующие свойства холодного водного слоя, позволив морскому льду со временем снова расшириться.
Но эта обратная связь, похоже, была нарушена. Новые спутниковые данные показали, что океан вокруг Антарктиды, вопреки всем ожиданиям, становится более солёным.
Исследование было опубликовано в «Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America».
Измерение там, где это сложно
Морской лёд, бурное море и круглосуточная темнота делают практически невозможным мониторинг солёности Южного океана с корабля зимой. Только в последние годы появилась возможность измерять солёность в Южном океане из космоса. Спутники могут наблюдать температуру яркости поверхности океана — меру излучения, исходящего от поверхности моря. Чем преснее вода, тем выше температура яркости.
Этот метод хорошо работает в более тёплых водах, но в холодных водах температура яркости меняется не так сильно, как меняется солёность. Поскольку эти изменения изначально довольно тонкие, спутники не могли точно их обнаружить в полярных регионах. В этих районах морской лёд также затенял сигнал.
Однако недавние достижения в области спутниковых технологий значительно повысили чувствительность показаний яркости, а новые алгоритмы позволяют исследователям очищать данные от шума, связанного с морским льдом.
Океанограф Алессандро Сильвано из Саутгемптонского университета и его коллеги проанализировали данные о солёности за последние 12 лет, полученные со спутника Европейского космического агентства Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS).
Член команды Алекс Хауманн, учёный-климатолог из Людвиг-Максимилиан-Университета в Мюнхене, Германия, сказал, что эти обширные данные, охватывающие весь Южный океан с разрешением в 25 квадратных километров, меняют правила игры. «Благодаря большому охвату и временным рядам, которые вы можете получить, это очень ценно. Это действительно новый инструмент для мониторинга этой системы».
«С потеплением мы ожидаем, что в океан будет поступать больше пресной воды. Так что появление более солёной воды на поверхности весьма шокирует», — сказала Инга Смит, физик морского льда из Университета Отаго в Новой Зеландии, которая не участвовала в исследовании.
Сдвиг режима
Наиболее правдоподобное объяснение повышения солёности, по словам Сильвано, заключается в том, что хрупкие слои антарктической воды были нарушены, и более тёплая солёная вода снизу теперь прорывается на поверхность, делая поверхность слишком тёплой для образования морского льда.
Хотя он подчеркнул, что ещё рано определять причину подъёма глубинных вод, Сильвано предположил, что это может быть вызвано усилением западных ветров вокруг Антарктиды — результатом потепления климата. Он сказал, что опасается, что естественный механизм контроля повреждений в Антарктиде, при котором таяние льда высвобождает пресную воду, которая, в свою очередь, задерживает тёплую глубинную воду и в конечном итоге позволяет образоваться большему количеству морского льда, теперь необратимо нарушен.
Ослабление стратификации океана вместо этого угрожает установить опасный новый механизм обратной связи, при котором мощные конвекционные течения приносят ещё больше тёплой солёной воды из глубины, что приводит к неконтролируемой потере льда.
«Мы должны найти способы мониторинга системы, потому что она меняется очень быстро», — сказал Сильвано.
Вольфганг Рэк, гляциолог из Университета Кентербери в Новой Зеландии, который не участвовал в исследовании, сказал, что спутниковые записи недостаточно длинны, чтобы показать, является ли повышение солёности аномалией или новым состоянием нормы, но «вряд ли это простая аномалия, потому что сигнал настолько значителен».
Чжаомин Ван, океанограф из Университета Хохай в Нанкине, Китай, который не участвовал в исследовании, сказал, что исследование является «очень надёжным результатом», но предупредил, что ещё рано делать вывод о том, что отступление морского льда связано с апвеллингом. «Довольно сложно разделить причину и следствие между изменением антарктического морского льда и изменением солёности на поверхности», — сказал он, «потому что это связанная система, что затрудняет определение того, какой процесс инициирует изменения».
Для Хауманна результаты показывают, насколько важна новая технология для отслеживания изменений в Южном океане. «Мы должны найти способы мониторинга системы, потому что она меняется очень быстро», — сказал он. «Это один из самых отдалённых регионов Земли, но один из самых важных для общества. Большая часть избыточного тепла, которое у нас есть в климатической системе, поступает в этот регион, и это помогло нам поддерживать на планете относительно умеренные темпы потепления». «Теперь мы не знаем, что с этим будет дальше», — сказал он.
— Билл Моррис, научный писатель
Citation: Morris, B. (2025), Southern Ocean salinity may be triggering sea ice loss, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250276. Published on 29 July 2025.
Text © 2025. The authors. CC BY-NC-ND 3.0