По мере потепления Тихого океана изменяется и «возраст» воды внутри океана. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего использовали модель для изучения изменений, которые произойдут в течение следующих ста лет. Исследование показало, что в некоторых частях Тихого океана новая вода может стать старой, в то время как в других местах старая вода может стать новой.
Основной причиной этого явления является снижение активности между различными слоями воды после глобального потепления. Эти изменения наблюдаются особенно в слое глубиной от 200 до 1000 метров, который называется термоклин. Термоклин представляет собой границу между теплым верхним слоем и более холодными водами внизу. При нагревании океана эти слои перестают смешиваться так легко, что замедляет вертикальное движение воды. Это приводит к изменению возраста воды и уровня кислорода в разных местах.
Под «возрастом воды» подразумевается не количество лет, которое вода существует, а период, в течение которого она не достигала поверхности моря. Когда вода находится на поверхности, она насыщается кислородом из воздуха. Затем, опускаясь вниз, она используется морскими организмами и бактериями для потребления этого кислорода. Поэтому вода, долго остающаяся в глубинах, считается «старой» из-за снижения содержания кислорода, тогда как недавно опустившаяся вода считается «новой» и обычно богата кислородом.
Поскольку теплая вода легче холодной, в океане существуют отдельные слои: теплая вода сверху и холодная снизу. Повышение температуры усиливает разрыв между этими слоями. Это уменьшает перемешивание воды вверх и вниз в океане. Ученые зафиксировали это замедление движения воды в своей модели.
В одной из областей Северного Тихого океана новая вода, поступающая сверху, достигает термоклина, но из-за роста температуры она может меньше проникать вниз. В результате эта вода может оставаться в океане дольше, то есть новая вода постепенно становится «старой». Это также может привести к снижению уровня кислорода в этой области. Согласно исследованию, это может повлиять на морских обитателей, которым необходим кислород для жизни.
Ситуация в тропической части Тихого океана может развиваться наоборот. Там вода, поднимающаяся снизу, изначально бывает старой и с низким содержанием кислорода. Потепление может замедлить движение воды из глубин на поверхность. Следовательно, старая вода будет реже достигать верхнего слоя, что приведет к тому, что средний возраст воды в верхнем слое может уменьшиться.
Таким образом, в одной части Тихого океана вода может стареть, в то время как в другой части старая вода может становиться относительно новой.
Ученые также отметили роль Южного океана, который окружает Антарктиду. Рост температуры в этом регионе может изменить крупномасштабное движение воды, что напрямую влияет на Тихий океан. Именно поэтому ученые рассматривают это как влияние потепления в одной части океана на другую.
Теплая вода может содержать меньше кислорода. Кроме того, замедление движения воды меняет способы доставки кислорода на большую глубину. Хотя данное исследование не изучало все последствия для морских организмов, ученые отмечают, что в районах с низким содержанием кислорода в ближайшие сто лет не ожидается резкого увеличения дефицита кислорода.
Однако в северной части Тихого океана изменение возраста воды и уровень кислорода могут иметь более значительное влияние на морских обитателей, поскольку там кислород уже находится в дефиците.
В данном исследовании ученые использовали простую морскую модель для прогнозирования изменений на ближайшие около 100 лет. Будущие исследования должны включать в себя анализ морских ветров и изменения их паттернов. Из этого исследования ясно, что воздействие изменения климата не будет одинаковым по всему Тихому океану. В разных частях океана движение воды, ее «возраст» и уровень кислорода могут меняться по-разному, что потенциально повлияет на морскую среду в будущем.