Как невидимые внутренние волны переносят энергию океана: ответ ученых

Ученые выяснили, как внутренние волны переносят энергию через океаны на тысячи километров, влияя на климат, циркуляцию воды и развитие морских, прибрежных и континентальных экосистем.

Внутренние волны приносят энергию в Южный океан и уносят ее из него. Этот процесс впервые был смоделирован с помощью глобальной модели. Фото: Юран Ли, Океанографический институт Скриппса, Калифорнийский университет в Сан-Диего

Источник: https://phys.org/

Ученые раскрыли механизм, благодаря которому энергия, поступающая в океан от ветров и приливов, может перемещаться на огромные расстояния — до тысяч километров. Речь идет о так называемых внутренних волнах (англ. internal waves), которые распространяются не на поверхности, а в толще воды.

Исследование опубликовано в Journal of Geophysical Research: Oceans.

Как энергия «путешествует» под водой

Океан постоянно получает энергию — главным образом от ветра и приливных сил. Однако, как выяснили исследователи, значительная часть этой энергии переносится внутренними волнами, которые могут подспудно пересекать целые океанические бассейны.

Такие волны возникают в слоях воды разной плотности и остаются практически невидимыми с поверхности. Их масштаб и труднодоступность наблюдений долгое время затрудняли точные измерения и понимание их роли в глобальной динамике океана.

Какой бы спокойной ни была поверхность океана, в его глубине постоянно идут процессы колоссальной энергетической мощи.

Источник: Unsplash

Почему это важно для климата

Перенос энергии внутри океана напрямую влияет на перемешивание водных масс, распределение тепла и циркуляцию. Это, в свою очередь, играет ключевую роль в климатической системе Земли.

Известно, что именно океан поглощает более 90% избыточного тепла планеты, выступая своего рода «буфером» глобального потепления.  Внутренние волны участвуют в глубинном перемешивании воды, что необходимо для поддержания глобальных течений. Без этого процесса океан превратился бы в слоистую систему с холодными глубинами и теплой поверхностью, что привело бы к критическому нагреву атмосферы.

Внутренние волны способны переносить не только энергию, но и питательные вещества, влияя на морские экосистемы и продуктивность океана. Крупнейшие внутренние приливные волны формируются у подводных срединно-океанических хребтов, в частности у Срединно-Атлантического хребта.

Карта Мари Тарп и Брюса Хизена, нарисованная Генрихом К. Беранном (1977). На карте показан рельеф океанического дна с системой срединно-океанических хребтов

Источник: https://commons.wikimedia.org/

Авторы подчеркивают, что точная оценка энергетических потоков в океане остается сложной задачей из-за масштабов и скрытого характера процессов. Однако новые подходы и наблюдения помогут улучшить климатические модели и прогнозы.

Об исследовании Срединно-Атлантического хребта российским научно-исследовательским судном «Академик Иоффе» мы рассказали тут.