المحيط الأطلسي: نتائج جديدة حول تكوين المياه العميقة والتيارات المحيطية

February 14, 2019 تتعارض الملاحظات طويلة المدى مع وجهات النظر السابقة

يلعب شمال المحيط الأطلسي شبه القطبي دورًا حاسمًا في دوران المحيطات العالمي. ومن خلال التبريد القريب من السطح، يتحول الماء الدافئ إلى ماء بارد وثقيل عميق، والذي يتدفق في العمق بشكل استوائي. واستنادا إلى بيانات النموذج، كان من المفترض سابقا أن الجزء الأكبر من المياه العميقة يتشكل في بحر لابرادور. تُظهر الملاحظات طويلة المدى التي أجراها اتحاد دولي بمشاركة مركز جيومار هيلمهولتز لأبحاث المحيطات في كييل أن المساهمة الرئيسية في الدوران الانقلابي الزوال تحدث في شرق شمال المحيط الأطلسي.

تنتج تيارات المحيط بشكل أساسي عن الرياح والاختلاف في كثافة مياه البحر. بالنسبة للتيارات في شمال الأطلسي، تعتبر كلتا العمليتين مهمتين. يتم نقل المياه الدافئة الغنية بالأملاح بعيدًا إلى الشمال عبر تيار الخليج وسفوحه. يتم تبريد الماء مما يؤدي إلى زيادة كثافة مياه البحر وبالتالي يؤدي إلى انخفاضها. ثم تتدفق المياه العميقة الكثيفة مرة أخرى نحو خط الاستواء. يُشار إلى نظام التدفق هذا أيضًا باسم الدورة الانقلابية الزوالية الأطلسية (AMOC). وهو ذو أهمية كبيرة بالنسبة للمناخ، وخاصة بالنسبة لفصول الشتاء المعتدلة نسبيا في شمال أوروبا. وفي مناطق معينة، وخاصة بحر لابرادور، قد تغوص المياه السطحية إلى أعماق البحار. إن إمدادات المياه العذبة، مثل ذوبان اليابسة نتيجة للاحتباس الحراري، تقلل من كثافة المياه السطحية. إن تجفيف تكوين المياه العميقة وبالتالي الدوران الانقلابي الزوالي سيكون له تأثير مباشر على المناخ في أوروبا.

"يعد الدوران الانقلابي الزوالي في المحيط الأطلسي آلية معقدة تحتوي على العديد من العمليات. ملاحظات مباشرة ولذلك فهي نادرة، والعديد من العلاقات حتى الآن مستمدة فقط من دراسات نموذجية،" يوضح الدكتور ميد. يوهانس كارستنسن من GEOMAR، أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة التي تم نشرها الآن في المجلة الدولية Science. ومن أجل التحقق من هذه النتائج النظرية من النماذج مع الملاحظات، تم إطلاق أول مسح كامل لتدوير الانقلاب القطبي للمحيط الأطلسي في عام 2014 بمشاركة سبع دول تحت اسم "OSNAP" (الانقلاب في برنامج شمال الأطلسي تحت القطبي). ينقسم نظام مراقبة OSNAP إلى قسمين: عبر بحر لابرادور، من كندا إلى الطرف الجنوبي لجرينلاند، وأكثر من ذلك عبر شمال المحيط الأطلسي شبه القطبي الشرقي، من الطرف الجنوبي لجرينلاند إلى اسكتلندا. يشكل عدد كبير من محطات القياس الدائمة (المراسي) العمود الفقري للنظام. في المحطات، يتم تسجيل بيانات التدفق بالإضافة إلى درجات الحرارة وملوحة المياه بشكل مستمر.

"في سلسلة زمنية مدتها 21 شهرًا من الدوران الانقلابي من قياسات OSNAP، نرى تقلبات عالية بشكل مذهل. ومع ذلك، فإن النتيجة الأكثر إثارة للدهشة في الوقت الحالي هي أن بحر لابرادور، الذي اعتبرناه دائمًا أهم منطقة لتكوين المياه العميقة، لا يساهم إلا بحوالي 15% في الدورة الانقلابية للمحيط الأطلسي. ونحن بحاجة إلى التفكير في كيفية التكيف مع مفهوم تكوين المياه العميقة وتداولها. ومن المهم تحديد العمليات المسؤولة عن التقلبات في السلسلة الزمنية لـ OSNAP بشكل أفضل،"، قال الدكتور كارستنسن.

"على سبيل المثال "، من الممكن أن فترة قياس OSNAP من 2014 إلى 2016 لم تكتشف سوى حالة واحدة محددة للدورة الزوالية. سؤال لا يمكن تحديده إلا من خلال سلسلة أطول من القياسات"، يوضح الدكتور ميد. كارستنسن. في صيف عام 2018، كانت فرق OSNAP من أوروبا والولايات المتحدة وكندا والصين تسافر مرة أخرى مع سفن الأبحاث في منطقة شمال المحيط الأطلسي تحت القطبية. يتم حاليًا تحليل البيانات ومن المتوقع أن يتم تمديد السلسلة الزمنية OSNAP لتدوير المحيط الأطلسي قريبًا لمدة عامين آخرين. "تعد هذه المنطقة واحدة من أكثر المعايير حساسية لنظامنا المناخي. وهنا، يمكن للتغيرات الصغيرة والسريعة نسبيًا أن تؤدي إلى تأثيرات عالمية وطويلة الأجل على المناخ. ولذلك، فإن الفهم الشامل للعمليات في هذه المنطقة أمر ضروري للغاية مهم." أوضح كارستنسن.

تم دمج البيانات التي جمعها الفريق الدولي في تقارير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC)، والتي سيتم إعداد تقريرها التالي في غضون بضعة أيام فقط. سنوات وستشكل الأساس لتوصيات العمل بشأن حماية المناخ.

رابط الدراسة: https://doi.org/10.1126/science.aau6592.