Российские учёные из Института
океанологии им. П. П. Ширшова РАН обнаружили придонные течения Антарктической
донной воды в экваториальной части Атлантического океана. Эти течения заполняют
наиболее глубоководные впадины этого района с глубинами более 7800 м, а также
переносят холодные донные воды на восток и далее в северном направлении,
определяя температуру придонного слоя на большой площади Северо-Восточной
Атлантики. Исследование, поддержанное грантом РНФ и опубликованное в журнале
Journal of Geophysical Research: Oceans, позволит улучшить понимание процессов,
происходящих на больших глубинах Мирового океана в условиях изменяющегося
климата.
Антарктическая донная вода – одна из самых холодных
и плотных водных масс. Её гигантские объёмы определяют ключевое значение этой
водной массы в перераспределении тепла в Мировом океане. Следовательно, даже
самые незначительные изменения её свойств могут иметь глобальные климатические
последствия, оказывая влияние на активность Глобального океанского конвейера,
частью которого является в том числе течение Гольфстрим. Именно поэтому
долговременные исследования температуры, солёности и скорости потоков Антарктической
донной воды, а также пути её распространения в северном направлении необходимы
для понимания современных климатических изменений, а также для разработки
прогнозных моделей.
За несколько последних десятилетий в распоряжении
учёных-океанологов появилось множество мощных инструментов, помогающих
исследовать океаны – в том числе удалённо и в режиме реального времени.
Специализированные спутники передают различную информацию о всей поверхности
океана, автономные комплексы, расположенные на буях в большинстве акваторий,
передают точные параметры морской воды, компьютерные модели позволяют делать
прогноз океанических течений. К сожалению, все эти технические средства не
позволяют исследовать абиссаль – самый глубокий слой Мирового океана, где
многие процессы остаются совершенно неизученными. Единственным способом их
изучения остаётся сложный и дорогостоящий мониторинг со специализированных
научно-исследовательских судов.
В рамках таких исследований Институтом океанологии
им. П. П. Ширшова РАН в июле-сентябре прошлого года была организована
экспедиция в район трансформного разлома Романш и наиболее глубоководные
впадины Центральной Атлантики, глубина которых составляет 6–8 км. Разлом Романш
представляет собой один из коридоров, обеспечивающих распространение Антарктической
донной воды из западной в восточную часть Атлантики. Именно здесь из-за эффекта
«бутылочного горлышка» происходит резкое ускорение придонных течений.
В результате подробного исследования водной толщи от
поверхности до дна специализированным гидрофизическим оборудованием в разломе
Романш был обнаружен интенсивный поток Антарктической донной воды,
распространяющийся с запада на восток.
Ключевой особенностью этого потока оказалось его
разделение на отдельные «ветви» по вертикали, каждая из которых переносит воду
на определённой глубине и движется по определённой траектории. Наиболее быстрый
поток был обнаружен на существенном расстоянии от дна. Анализ результатов
измерений показал, что глубина этого потока определяется высотой подводных
хребтов, расположенных на несколько сотен километров восточнее и являющихся
естественным барьером для проникновения более глубоких вод в Восточную
Атлантику.
Из-за особенностей рельефа и наличия трёх каналов в
зоне разлома Романш поток Антарктической донной воды дополнительно разделяется
на три ветви в горизонтальной плоскости. Подобная «многоструйность» течения
важна при выполнении оценок переноса и перемешивания глубинных вод.
Исследование таких потоков улучшает наше понимание динамики интенсивных течений
во впадинах и желобах подводных хребтов.
Основные потоки течения Антарктической
донной воды (ААДВ) через каналы трансформного разлома Романш (экваториальная
часть Атлантического океана).
«Учитывая важность исследованных
глубоководных котловин в формировании абиссальных потоков донных вод в этом
районе, мы приняли решение назвать одну из наиболее глубоких экваториальных
впадин, остававшихся до наших измерений безымянной, в честь российского
научно-исследовательского судна „Академик Сергей Вавилов”. С борта этого судна
проводились ключевые работы по исследованию абиссальной циркуляции в районе
этой впадины и в других районах тропической Атлантики с начала 2000-х годов.
Максимальная глубина впадины Вавилова (или, в соответствии с международным
названием, Vavilov Deep) составляет 7062 м. В настоящее время мы заканчиваем
согласование этого названия в комиссии GEBCO, отвечающей за названия элементов
рельефа дна Мирового океана», – рассказывает руководитель проекта РНФ Дмитрий Фрей, кандидат физико-математических наук,
ведущий научный сотрудник Лаборатории гидрологических процессов Института
океанологии РАН.
Авторы исследования подчеркивают, что результат их
работы был бы невозможен без многочисленных предыдущих экспедиций в этот район,
позволивших провести детальную съемку рельефа дна экваториальной Атлантики.
Кроме этого, для более эффективного поиска течений было предварительно
выполнено компьютерное моделирование, позволившее предсказать возможные пути
распространения донных вод. Результаты этого моделирования и указали авторам
наиболее вероятные участки океанического дна, где нужно искать интенсивные
течения.
«Выполнение работ в этой части Атлантики
традиционно затрудняется интенсивными течениями на поверхности океана. Несмотря
на то, что судно постоянно сильно сносит с точки измерений, нам необходимо
попадать в узкие проходы на глубине более 5 км с шириной в несколько сотен
метров. Только выверенная работа всего экипажа судна и научного состава
позволяет проводить измерения подобной сложности», – рассказывает начальник
экспедиции Лейла Баширова, кандидат геолого-минералогических наук,
заместитель директора Атлантического отделения Института океанологии.
Схема распространения глубинного и
придонного течений Антарктической донной воды в разломе Романш и водообмена
между котловинами Вавилова и Вима в экваториальной части Атлантики.
Полученная информация важна для проверки
компьютерных моделей океанических течений, которые приобретают все большее
практическое значение для различных направлений морской деятельности. Кроме
того, на фоне климатической повестки и ведущей роли Мирового океана в
перераспределении тепла долговременные исследования распространения Антарктической
донной воды могут и должны быть одним из компонентов климатического
мониторинга.
Источник: Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН.