За последнее десятилетие антарктический морской лед резко сократился, и причины этого процесса остаются предметом научных споров. Новые работы показывают, что усиленные ветры поднимают теплые океанические воды с глубины, разрушая поверхностные слои, ранее защищавшие лед от таяния. Результаты опубликованы в журналах PNAS и Nature Climate Change.

За последнее десятилетие антарктический морской лед резко сократился, и причины этого процесса остаются предметом научных споров. Новые работы показывают, что усиленные ветры поднимают теплые океанические воды с глубины, разрушая поверхностные слои, ранее защищавшие лед от таяния. Результаты опубликованы в журналах PNAS и Nature Climate Change.Если в Арктике площадь морского льда за четыре десятилетия уменьшилась примерно на 40%, то в Антарктиде долгое время фиксировали обратную тенденцию. Однако после 2015 года ситуация изменилась: от рекордных значений площадь льда быстро снизилась до минимальных уровней, потеряв территорию, сопоставимую с Гренландией.

Часть исследований связывала этот процесс с ростом температуры воздуха. В последние годы она достигала таких значений, что участники антарктических экспедиций фотографировались в купальниках. Однако новые данные указывают на более значимую роль океанического потепления в произошедшем «сдвиге режима».

Саймон Джози из Национального океанографического центра в Саутгемптоне отметил, что ранее основным фактором считалось атмосферное тепло. По его словам, проведенный анализ впервые последовательно показал ключевую роль океана в таянии льда в 2016 году.

В рамках глобальной циркуляции теплые соленые массы — циркумполярные глубинные воды — движутся к Антарктиде с тропиков на глубинах менее 200 метров. Наблюдения за температурой и соленостью, полученные за два десятилетия с помощью сотен дрейфующих буев, показали, что эти воды все чаще поднимаются к поверхности и разрушают ледяной покров.

Континент окружен поясом мощных ветров и штормов в широтах «ревущих сороковых», «яростных пятидесятых» и «кричащих шестидесятых». Исследование Эрла Уилсона из Стэнфордского университета показало, что изменение климата сместило траектории штормов к югу. Это усилило осадки в зоне морского льда и сначала сформировало слой пресной воды, который изолировал лед от теплых глубин и позволил ему расшириться к 2014 году.

Однако те же процессы усилили ветры. Они сдвигают лед и поверхностные воды, а из-за вращения Земли потоки отклоняются влево, формируя циркуляцию, подобную наблюдаемой в море Уэдделла. В результате поверхностные воды уходят к периферии, а на их место поднимаются теплые глубинные массы.

В 2014–2016 годах этот подъем стал преобладать над защитным эффектом пресной воды, и лед в море Уэдделла начал сокращаться. Моделирование с учетом наблюдаемых изменений температуры и солености воспроизвело ту же динамику — сначала рост, затем спад площади льда.

По оценке Уилсона, признаки указывают на длительное сокращение ледяного покрова, поскольку тепло в глубинных слоях сохраняется и может проявиться при изменении условий.

Второе исследование под руководством Тео Спиры из Института Альфреда Вегенера показало, что процесс ускорили серии мощных штормов. Ранее теплые глубинные воды сдерживал слой холодной соленой воды, формирующийся зимой при образовании льда. Но из-за глобального потепления глубинные воды нагреваются и расширяются, ослабляя этот барьер. В 2015–2016 годах усиленные ветры пробили защитный слой, и с тех пор его структура не восстановилась. Даже если ветровые изменения частично связаны с естественными колебаниями, глобальное потепление усилило эффект.

По словам Спиры, ветер запускает быстрое сокращение льда, а океан поддерживает его на низком уровне. Это свидетельствует о переходе к новому режиму. Хотя таяние морского льда не влияет напрямую на уровень океана, оно угрожает видам, связанным с ледовой средой, включая криль и пингвинов. Кроме того, сокращение льда у шельфовых ледников способно повлиять на формирование плотных придонных вод Антарктики и на глобальную циркуляцию океана, включая Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию, которая влияет на климат Европы.

Уилсон отметил, что уменьшение образования морского льда может снизить объем придонных вод и замедлить циркуляцию, хотя значительное влияние также оказывает приток пресной воды от таяния ледников.