• Aleksander Nowaczewski

Niebezpieczne sprzężenie zwrotne w górnych warstwach oceanicznych

data: 04/11/2020


Ocean jest niezwykle ważny dla naszej planety, ponieważ można go utożsamiać z gigantycznym pochłaniaczem dwutlenku węgla. Zmiany, zachodzące w nim, mają swoje konsekwencję na skalę, często sięgającą, nawet całej planety. Tak się dzieje i w tym przypadku, z racji tego że badanie w czasopiśmie Nature Climate Change udowodniło niepokojące sprzężenie zwrotne, mające miejsce w górnych warstwach oceanicznych.


Jak napisaliśmy w artykułach - Słabnięcie Golfsztromu i Susza. Czy jej powstawanie może się wiązać ze słabnięciem prądów morskich?, topnienie lodowców jest przyczyną rozwarstwienia oceanów i spowolnienia cyrkulacji termohalinowej. Jest to spowodowane przedostawaniem się obszernych ilości słodkiej wody z lodowców do oceanów, która rozrzedza słoną wodę, w wyniku czego dochodzi do zmian w gęstości i masie wody, co utrudnia mieszanie się jej pomiędzy warstwami. Okazuje się, że nie jest to jedyną przyczyną tego zjawiska.


Globalne ocieplenie doprowadza do ogrzewania się górnych warstw oceanu do głębokości 200 metrów. Z praw fizyki wiadome jest że woda cieplejsza jest jednocześnie lżejsza. Przyrost ciepłej wody powoduje że nie chce ona opadać na dno, uniemożliwiając przy tym, wypływanie zimniejszych, a zarazem cięższych, warstw wody na wierzch. Ogólnie rzecz biorąc, dochodzi do stratyfikacji wody, czyli powstania stabilnych warstw między którymi występuje słabe mieszanie się wody.


Skutki

Dwutlenek węgla

Skutków tego zjawiska jest wiele. Najpoważniejszym z nich jest zakłócenie systemu pochłaniania dwutlenku węgla, a do tego emisja tego gazu. Cząstki CO2, pochłaniane przez powierzchniowe warstwy wody, powinny być transportowane na niższe głębokości i tam składowane w postaci materii organicznej. Kiedy górne warstwy nie chcą mieszać się z dolnymi. W wyniku tego mniej dwutlenku węgla przemieszcza się do dolnych warstw, a zbyt duże stężenie CO2 w górnych powłokach uniemożliwia dalsze wchłanianie tego pierwiastka. Można to porównać do zbyt gazowanej wody.


Dodatkowo, materia organiczna w oceanie, wyprodukowana w wyniku procesu fotosyntezy fitoplanktonu, tonie w głębinach w postaci małych cząsteczek węglowych. Podzielenie wody na warstwy uniemożliwia przedostanie się materii organicznej w głębsze rejony. Kiedy stężenie CO2 w oceanie powierzchniowym przekracza normy, gaz musi się wydostać. Można więc stwierdzić że stratyfikacja jest przyczyną nie tylko zmniejszenia możliwości wchłaniania dwutlenku węgla przez ocean, ale też zwiększenia emisji tego gazu do atmosfery.


Tlen i substancje odżywcze

Rozwarstwienie ma również swój wkład przy zaburzeniu wymiany tlenu i substancji odżywczych między warstwami wody. Brak dostaw substancji odżywczych wywołuje wymieranie organizmów w niższych warstwach oceanu (fitoplanktonu, zooplanktonu i ssaków morskich).


Bak tlenu jest jeszcze niebezpieczniejszy. Doprowadziłoby to do warunków beztlenowych w niższych warstwach oceanu, które sprzyjałyby rozwojowi bakterii siarkowych. Wtedy woda w niższych warstwach byłaby zarówno beztlenowa jak i siarkowa. Wtedy masowo wytwarzałby się w oceanach siarkowodór, za czym prawdopodobnie dochodziłoby do emisji tego związku w pewnych ilościach. Takie zdarzenie nazywa się oceanicznym zdarzeniem beztlenowym i nie miało ono miejsca od milionów lat, lecz naukowcy twierdzą że w dalekiej przeszłości już się pojawiało, a następnie prowadziło to do masowego wymierania.


Prądy morskie

Kolejnym problemem jest spowolnienie prądów morskich. Cyrkulacja termohalinowa, największe narzędzie do mieszania wody we wszechoceanie. Działa ono na podstawie opadania zimnych, ciężkich mas wody oraz unoszenia się ciepłych, lżejszych mas wody. Jest to tzw. downwelling i upwelling. Rozwarstwienie wody uniemożliwia to działanie. W wyniku tego dochodzi od poważnych zmian klimatycznych na zdecydowanie większej powierzchni globu. Idą za tym zmiany temperaturowe powietrza i wód, susze, ekstremalne zjawiska pogodowe i wiele wiele innych. Więcej na ten temat w linkach na początku artykułu.


El Nino i La Nina

W raporcie Nature Climate Change potwierdzony został wpływ stratyfikacji wody na cykle El Nino i La Nina. EL Nino powstaje w okresie spowolnienia pionowego mieszania wód na wschodnim Pacyfiku i powoduje przenoszenie się chłodnych, suchych mas powietrza nad tereny Azji, Indonezji, Australii i Afryki, niosąc za sobą suszę, z kolei ciepłe oraz wilgotne masy powietrza kierują się do Ameryki gdzie dochodzi do obfitych opadów.


La Nina powstaje w wyniku intensywnego mieszania się wody we wschodnim Pacyfiku. Transportuje ciepłe, wilgotne powietrze na tereny zachodnie Oceanu Spokojnego oraz zimne, suche w rejony Ameryki.


Podzielenie się wody na trwale, stabilne warstwy wywołałoby pozostawienie Pacyfiku pod wpływem tylko jednego cyklu, czyli El Nino. Takie zjawisko doprowadzi do wysuszenia się terenów południowo-wschodniej Azji, Indonezji, Australii i Afryki. Tamte rejony stanęłyby w pożarach i zostały pozbawione wody oraz bioróżnorodności.


Klęski żywiołowe

Okazuje się że na powstawanie cyklonu jest napędzane wysoką temperaturą wód na głębokościach do 100-150 metrów. W momencie stałego ogrzewania powierzchniowych warstw oceanu, zmiany ciśnienia są większe co sprzyja powstawaniu ekstremalnych zjawisk pogodowych. Cyklony zazwyczaj powodują mieszanie wody, w wyniku czego słabną. Teraz gdy woda jest cieplejsza niż kiedyś i stratyfikowana, nawet tak ogromnej sile jaką dysponuje cyklon ciężko jest doprowadzić do mieszania. To właśnie dlatego cyklony są coraz silniejsze i trwalsze.


Podsumowując, na podstawie tego, naszych oraz innych artykułów, badań i analiz, można stwierdzić że zmiany klimatyczne są spowodowane w zdecydowanej większości jednym czynnikiem. Jest nim globalne ocieplenie. Można zauważyć że prowadzi ono do wielu reakcji łańcuchowych które powoli wyniszczają naszą planetę na szerokiej palecie działań. Ludzkość zaczęła rozwijać się zbyt szybko w stosunku do naprawiania swoich błędów. Na szczęście to jest już nadrabiane.




przypisy:

http://ziemianarozdrozu.pl/artykul/4345/bledne-kolo-zmian-klimatycznych-w-powierzchniowych-warstwach-oceanow

https://phys.org/news/2020-10-uncertain-future-oceans.html

https://psu.app.box.com/s/2j7cynrci6xlkkoe70cnbqn04dpbr2bd


16 wyświetlenia0 komentarz

Ostatnie posty

Zobacz wszystkie