Υποθαλάσσια βουνά και η επίδρασή τους στην κυκλοφορία των ωκεανών

Τα κολοσσιαία υποθαλάσσια βουνά, ύψους έως και χιλιάδων μέτρων, προκαλούν τα βαθιά θαλάσσια ρεύματα: επηρεάζοντας τον τρόπο με τον οποίο οι ωκεανοί μας αποθηκεύουν θερμότητα και άνθρακα.

Μια διεθνής ομάδα, με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, χρησιμοποίησε αριθμητική μοντελοποίηση για να ποσοτικοποιήσει πώς οι υποβρύχιες αναταράξεις γύρω από αυτά τα βουνά, που ονομάζονται θαλάσσια όρη, επηρεάζουν την κυκλοφορία των ωκεανών. Η εύρεση του είναι ένας σημαντικός μηχανισμός για την ανάμειξη των ωκεανών και αυτός που λείπει από τα κλιματικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται στη χάραξη πολιτικής.

«Οι έντονες αναταράξεις γύρω από τα θαλάσσια βουνά τα καθιστούν σημαντικό συνεισφέροντα στην ανάμειξη των ωκεανών σε παγκόσμια κλίμακα, αλλά δεν έχουμε αυτή τη διαδικασία να αντιπροσωπεύεται στα κλιματικά μοντέλα», δήλωσε ο Δρ. Ali Mashayek από το Τμήμα Επιστήμης της Γης του Cambridge, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης. Τα ευρήματα , τα οποία δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences , θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση των μοντέλων προβλέψεων για το πώς θα ανταποκριθεί ο ωκεανός στην υπερθέρμανση του πλανήτη.

Ο ωκεανός βρίσκεται σε αέναη κίνηση, σαν ένας τεράστιος γιγάντιος ιμάντας μεταφοράς: το ζεστό νερό από τους τροπικούς κινείται αργά προς τους πόλους, όπου ψύχεται και βυθίζεται χιλιάδες μέτρα στην άβυσσο του ωκεανού, παίρνοντας μαζί του αποθηκευμένο άνθρακα, θερμότητα και θρεπτικά συστατικά.

Αυτό το κρύο, βαρύ νερό πρέπει να ξαναβγεί στην επιφάνεια, διαφορετικά ο ωκεανός θα γέμιζε με παγωμένο νερό. Αλλά ο εντοπισμός από πού προέρχεται η ισχύς αυτής της ροής επιστροφής ήταν μια σημαντική επιστημονική πρόκληση. Η νέα μελέτη βοηθά στην επίλυση αυτού του μακροχρόνιου μυστηρίου, δείχνοντας πώς τα θαλάσσια βουνά βοηθούν την κυκλοφορία των ωκεανών.

Δεκάδες χιλιάδες υποθαλάσσια βουνά, ή θαλάσσια βουνά, βρίσκονται στον πυθμένα του ωκεανού, αλλά αυτός ο αριθμός είναι πιθανό να είναι πολύ μεγαλύτερος επειδή μόνο το ένα τέταρτο του βυθού έχει χαρτογραφηθεί.

Τα θαλάσσια βουνά αποτελούν εμπόδια για τα βαθιά θαλάσσια ρεύματα. Το νερό βρυχάται πάνω από τις απότομες πλαγιές τους -δημιουργώντας σπειροειδείς στροβίλους που μεταφέρουν νερό προς την επιφάνεια. «Τα βαθιά νερά γύρω από ένα θαλάσσιο βουνό είναι χαοτικά και ταραγμένα», είπε ο Mashayek, «η αναταραχή ανακατεύει τον ωκεανό ακριβώς όπως ανακατεύεις γάλα στον καφέ σου». Αυτό το ανακάτεμα βοηθά να τραβήξει βαθύ και βαρύ νερό στην επιφάνεια, ολοκληρώνοντας ένα κύκλωμα που διατηρεί τη ροή του ωκεανού.

Οι αναταράξεις των βαθέων υδάτων είχαν μετρηθεί γύρω από θαλάσσια βουνά στο παρελθόν, αλλά οι επιστήμονες δεν ήταν προηγουμένως σίγουροι πόσο σημαντική ήταν αυτή η διαδικασία στην κυκλοφορία των ωκεανών, αφού προεκταθεί σε ολόκληρο τον ωκεανό. Σύμφωνα με τον Mashayek και την ομάδα, η ανάδευση γύρω από τα θαλάσσια βουνά συμβάλλει στο 1/3 περίπου της ανάμειξης των ωκεανών παγκοσμίως. Η συμβολή ήταν μεγαλύτερη, γύρω στο 40%, στον Ειρηνικό Ωκεανό, όπου υπάρχουν περισσότερα θαλάσσια όρη.

Ο Ειρηνικός είναι το μεγαλύτερο απόθεμα θερμότητας και άνθρακα. Γενικά πιστεύεται ότι τα βαθιά νερά στον Ειρηνικό Ωκεανό χρειάζονται αρκετές χιλιάδες χρόνια για να ξαναβρεθούν στην επιφάνεια, «αλλά εάν τα θαλάσσια βουνά ενισχύουν την ανάμειξη, ιδιαίτερα σε μεγάλες αποθήκες άνθρακα όπως ο Ειρηνικός, τότε το χρονοδιάγραμμα αποθήκευσης θα μπορούσε να είναι μικρότερο και εάν ο άνθρακας απελευθερωθεί νωρίτερα, επιταχύνει την κλιματική αλλαγή», δήλωσε η συν-συγγραφέας Δρ Laura Cimoli από το Τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Θεωρητικής Φυσικής του Cambridge.

Ο Mashayek και οι συνάδελφοί του δεν είναι οι πρώτοι που προτείνουν ότι τα θαλάσσια βουνά θα μπορούσαν να είναι κρίσιμα για την κυκλοφορία των ωκεανών. Πίσω στη δεκαετία του 1960, ο διάσημος ωκεανογράφος Walter Munk θεώρησε ότι τα θαλάσσια βουνά μπορεί να είναι «οι ράβδοι ανάδευσης του ωκεανού». Έκτοτε, οι ωκεανογράφοι ερεύνησαν τα νερά γύρω από θαλάσσια βουνά και μετρούσαν απευθείας αυτή την τυρβώδη ροή.

«Αλλά αυτό που έλειπε από την εικόνα ήταν ένα μέτρο της σημασίας αυτού σε παγκόσμια κλίμακα», δήλωσε ο συν-συγγραφέας καθηγητής Alberto Naveira Garabato, από το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον. «Ο μόνος λόγος που καταφέραμε να το δοκιμάσουμε τώρα είναι ότι μόλις πρόσφατα είχαμε αρκετά χαρτογραφημένο μέρος από τον θαλάσσιο πυθμένα. Ο αριθμός των θαλάσσιων βουνών είναι πιθανό να είναι ακόμη μεγαλύτερος, επομένως οι εκτιμήσεις μας για τη σημασία τους στην ανάμειξη είναι ακόμα συντηρητικές».

Η ομάδα σχεδιάζει τώρα να ενσωματώσει τη φυσική των αναταράξεων που προκαλούνται από τη θάλασσα σε κλιματικά μοντέλα , βοηθώντας στη βελτίωση των προβλέψεων για το πώς η κλιματική αλλαγή θα μπορούσε να επηρεάσει την αποθήκευση άνθρακα και θερμότητας του ωκεανού. «Η ουσία είναι ότι για να γνωρίζουμε πώς ο ωκεανός προσαρμόζεται στην κλιματική αλλαγή, πρέπει να έχουμε μια ρεαλιστική αναπαράσταση της βαθιάς ωκεάνιας κυκλοφορίας . Είμαστε τώρα ένα βήμα πιο κοντά σε αυτό», δήλωσε ο Mashayek.

Γεωδίφης με πληροφορίες από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ

περισσότερα,

https://www.cam.ac.uk/

Ali Mashayek et al, On the role of seamounts in upwelling deep-ocean waters through turbulent mixing, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2322163121

https://phys.org/news/2024-06-underwater-mountains-impact-ocean-circulation.html