Используя комбинацию спутниковых снимков, плавучих автономных приборов, морских котиков в специально надетых шлемах с камерами и компьютерного моделирования, ученые наконец-то нашли ответы на вопросы. Одно из объяснений включает в себя движение слоев воды ветром, создающее так называемую спираль Экмана.
«Спираль Экмана, — объясняет океанограф Альберто Навейра Гарабато из Университета Саутгемптона в Великобритании, — был основным недостающим ингредиентом, который был необходим для улучшения солевого баланса и поддержания смешивания соли и тепла в поверхностных водах».
Отверстия в антарктическом морском льду, известные как полыньи, часто можно увидеть недалеко от берега. Дыры используются морскими млекопитающими, такими как тюлени и киты, в качестве кислородных окон. Дальше в море они встречаются гораздо реже. На самом деле, повторяющаяся дыра, известная как полынья Мод-Райз, заставляет ученых ломать голову с тех пор, как она была впервые обнаружена на спутниковом снимке полвека назад.
В 1974 году гигантская дыра была размером примерно с Новую Зеландию. Она образовывалась в 1975 и 1976 годах. После этого её не замечали, пока ученые не заподозрили, что она исчезла навсегда. Затем, в 2016 и 2017 годах, дыра вернулась размером со штат Мэн.
Тогда полынья Мод-Райз в 2017 году стала самым крупным и долгоживущим примером этого явления с 1970-х годов. Обобщение данных показало, что образованию дыры способствовало множество различных факторов, и все они должны были правильно сочетаться, чтобы создать полынью. Одним из них стало круговое течение в море Уэдделла, которое было особенно сильным в 2016 и 2017 годах, что привело к подъему теплой, но соленой воды.
«Этот апвеллинг помогает объяснить, как мог таять морской лед, — поясняет океанограф Фабьен Рокет из Гетеборгского университета в Швеции. — Это приводит к освежению поверхностных вод, что, в свою очередь, должно остановить перемешивание. Значит, для сохранения полыньи должен происходить другой процесс. Откуда-то должно поступать дополнительное количество соли».
Соль может значительно снизить температуру замерзания воды, поэтому, если вода в полынье особенно соленая, это может объяснить сохранение дыры. Команда ученых вернулась к данным, а также к вычислительным моделям океана, чтобы выяснить, откуда берется дополнительная соль. Они определили, что турбулентные вихри, возникающие при прохождении течения Уэдделла вокруг Мод-Райз, переносят соль на вершину подводной горы. Это происходит, когда ветер дует над поверхностью океана, создавая сопротивление. Вода не только притягивается, но и отклоняется в стороны, как после кильватерной струи, в результате чего вода закручивается по спирали, как винт. По мере того, как ветер уносит верхний слой воды, она поднимается снизу, чтобы заменить его.
В случае с полыньей Мод-Райз эта поднимающаяся вода приносит с собой накопление соли, которая скапливается вокруг океанического возвышения.
Климатологи уже предсказывают, что зимние ветры в Антарктике будут усиливаться и учащаться, что может привести к появлению огромных полыней в ближайшие годы. В свою очередь, это может иметь последствия для мирового океана.
«Следы полыней могут сохраняться в воде в течение нескольких лет после их образования, — подчеркивает климатолог Сара Гилле из Калифорнийского университета в Сан-Диего. — Они могут изменять движение воды и то, как течения переносят тепло на континент. Плотные воды, которые образуются здесь, могут распространиться по всему мировому океану».
