Опасные "тепловые бомбы" обнаружены в Северном Ледовитом океане

На протяжении десятилетий более теплые воды, просачивающиеся в Северный Ледовитый океан, все больше угрожают арктическому морскому льду, и ученые предсказывают, что ледяной покров может полностью исчезнуть летом, начиная с середины следующего десятилетия.

Теперь исследователи раскрыли один из механизмов этой катастрофы, определив, как "тепловые бомбы" теплой соленой воды из Тихого океана попадают в холодный Северный Ледовитый океан, нагревая лед снизу в течение нескольких месяцев или даже лет.

"Скорость ускоряющегося таяния морского льда в Арктике было трудно точно предсказать, отчасти из-за всех сложных местных обратных связей между льдом, океаном и атмосферой", - говорит физический океанограф Дженнифер Маккиннон из Института океанографии Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего.

"Эта работа демонстрирует большую роль в потеплении, которую играет океаническая вода как часть этих обратных связей".

Эти вихревые тепловые бомбы могут существовать от нескольких месяцев до нескольких лет, перемещаясь далеко на север под основным ледяным покровом в районе северного полюса, дестабилизируя этот лед, поскольку тепло в них постепенно, но неуклонно распространяется вверх. 

Одной из целей проекта было узнать больше о том, как более теплые потоки воды из Тихого океана попадают в Северный Ледовитый океан через Берингов пролив, принося с собой "беспрецедентное количество тепла", которое распространяется на сотни километров в поток Бофорта, гигантское океаническое течение к северу от побережья Аляски и Канады. 

"Эта вода тихоокеанского происхождения приносит как тепло, так и уникальные биогеохимические свойства, способствуя изменению арктической экосистемы", - объясняют исследователи в своем новом исследовании.

"Однако наша способность понять или спрогнозировать роль этой прибывающей водной массы была затруднена из-за недостаточного понимания физических процессов, контролирующих субдукцию и эволюцию этой теплой воды".

Благодаря экспедиции SODA и целому ряду научных измерений, включая анализ спутниковых снимков и ряд показаний подводных датчиков и аппаратов, физические процессы стали гораздо менее загадочными.

Согласно новым наблюдениям команды, соленая, более плотная летняя вода Тихого океана (PSW), которую команда сравнивает с "теплой струей в холодном океане", скользит под более холодные и пресные воды Северного Ледовитого океана на поверхности, посредством процесса субдукции.

Когда меандрирующая струя втекает в поток, очаги более теплой воды - прозванные "тепловыми бомбами" - заклиниваются под более свежими водами сверху, вертикально сжимаются и распадаются на более мелкие, вращающиеся вихри.

"Хотя часть тепла теряется в атмосферу, подавляющее большинство субдуцирует, чтобы уберечься от прямого контакта с атмосферой, а затем перемешивается и распространяется под поверхностью в направлении центрального бассейна", - пишут авторы.

В дополнение к долгосрочному эффекту таяния, обеспечиваемому этими нагретыми вихрями морскому ледяному покрову сверху, проникновение тихоокеанских вод также привносит в арктическую среду смесь органических и химических веществ, воздействие которых пока окончательно неизвестно.

Хотя эти новые сведения помогут нам разработать более совершенные модели для более точного прогнозирования физики, лежащей в основе будущих изменений арктического морского льда, проще говоря, ближайший прогноз уже определен.

"Поскольку теплосодержание PSW растет, сочетание субдукции PSW, бокового перемешивания и восходящего вертикального перемешивания должно привести к ускорению таяния морского льда, распространяющегося от тихоокеанского притока, как это наблюдалось в последние десятилетия", - заключает команда.

О результатах исследования сообщается в журнале Nature Communications.