Cirkulacija termoalina oceanska je struja bitna za život na Zemlji
Uređena i promijenjena slika Frantzou Fleurine, dostupna je na Unsplash
Globalna cirkulacija termoalina (CTG), termosalinska ili termohalinska cirkulacija, koncept je koji se odnosi na kretanje oceanskih voda kroz sve hemisfere, odgovorne za grijanje i hlađenje određenih regija. Riječ "termoalina" dolazi od riječi "termohalina", gdje se prefiks "pojam" odnosi na temperaturu, a sufiks "halina" odnosi se na sol.
Glavni pokretač ovog oceanografskog fenomena je razlika u gustoći između morskih struja - koja se određuje količinom soli i temperaturom vode. Globalnim zagrijavanjem i topljenjem polarnih ledenih kapa koncentracija soli se smanjuje, što može zaustaviti cirkulaciju termoalina.
- Što je globalno zagrijavanje?
Neki su znanstvenici upozorili da bi ovaj scenarij mogao biti katastrofalan za čovječanstvo značajnim povećanjem količine sumporovodika (H2S) u oceanu i u atmosferi. Ovaj plin, s velikim potencijalom da ošteti ozonski omotač, bio je odgovoran za masovna izumiranja u prošlosti. Razumjeti:
- Što je ozonski omotač?
Kako radi cirkulacija termoalina
U oceanu kao cjelini slana voda je na površini - jer je vruća od vode s manje soli. Ove se dvije regije ne miješaju, osim u nekim posebnim slučajevima, kao u cirkulaciji termoalina.
Planet Zemlja, karakteriziran širinskim razlikama, prima veću količinu sunčeve energije na ekvatoru, što je područje najbliže suncu. Dakle, na ovom je području količina isparavanja morske vode veća, što posljedično uzrokuje veću koncentraciju soli.
Još jedan fenomen koji povećava koncentraciju soli u oceanu je stvaranje leda. Dakle, iu regijama s najvećim isparavanjem morske vode i u područjima gdje dolazi do stvaranja leda, veća je koncentracija soli.
Dio koji sadrži najveću koncentraciju soli gušći je od dijela koji sadrži najmanje soli. Dakle, kada dio oceana koji sadrži veću slanost dođe u kontakt s dijelom manje slanosti, stvara se struja. Područje s najvećom gustoćom (s najvećom koncentracijom soli) proguta i potopi područje s najmanjom gustoćom (s najmanjom koncentracijom soli). Ova potopljenost stvara vrlo veliku i polaganu struju, koja se naziva termoalinska cirkulacija.
U videu ispod pogledajte kako se događa kretanje termoalinske cirkulacije u NASA-inoj animaciji:Ova animacija prikazuje jedno od glavnih područja gdje se morska struja pumpa u sjevernom Atlantskom oceanu oko Grenlanda, Islanda i Sjevernog mora. Površinska oceanska struja u ovu regiju južnog Atlantika dovodi novu vodu Golfskom strujom, a voda se vraća u južni Atlantik kroz sjevernoatlantsku duboku vodu. Stalni dotok vruće vode u polarni ocean sjevernog Atlantika održava regije oko Islanda i južnog Grenlanda praktički bez morskog leda tijekom cijele godine.
Animacija također pokazuje još jedno obilježje globalne oceanske cirkulacije: Antarktičku cirkumpolarnu struju. Regija oko južne geografske širine 60 jedini je dio Zemlje gdje ocean može teći svijetom bez kopna na putu. Kao rezultat toga, površinske i duboke vode teku od zapada prema istoku oko Antarktika. Ovo cirkumpolarno kretanje povezuje oceane planeta i omogućava povećanu cirkulaciju dubokih atlantskih voda u Indijskom i Tihom oceanu, a površinsku cirkulaciju zatvoriti protokom prema sjeveru u Atlantiku.
Boja svjetskog oceana na početku animacije predstavlja gustoću površinske vode, pri čemu su tamna područja gušća, a svijetla manje gusta. U animaciji se pokret ubrzava kako bi se poboljšalo razumijevanje fenomena. Ali u stvarnosti je ovo kretanje vrlo sporo i teško ga je izmjeriti ili simulirati.
Slika Kathleen Miller u veličini
Prestanak cirkulacije termoalina može biti katastrofalan
U posljednja dva desetljeća sve je veća zabrinutost znanstvene zajednice zbog prestanka cirkulacije termoalalina. Kako globalne temperature rastu, ledene kape Grenlanda i arktička područja počeli su se topiti alarmantnom brzinom. Arktik, koji sadrži oko 70% sve slatke vode na Zemlji, razrjeđuje koncentraciju soli u oceanu.
Smanjenje koncentracije soli prekida protok struje generirane gradijentom gustoće. Prema studiji koju je objavio časopis Nature, protok tekućine u cirkulaciji termoalina smanjio se za 30% od 1950-ih.
Ovo usporavanje cirkulacije termoalina može objasniti smanjenje temperatura u određenim regijama. Iako ukupne globalne temperature rastu, odsutnost vrućih struja u prirodnim regijama rezultirat će nižim temperaturama.
Ali još uvijek postoji velika neizvjesnost oko učinaka rashladnih struja. Ako temperature malo padnu, mogu se jednostavno suprotstaviti učincima globalnog zatopljenja u regijama poput Europe.
To ne znači da će ostatak svijeta biti tako sretan. U tamnijem scenariju drastično smanjenje cirkulacije termoalina može prouzročiti znatan pad temperatura. Ako se usporavanje nastavi, Europa i druge regije koje ovise o cirkulaciji termominerala kako bi klima bila relativno topla i blaga, mogu očekivati ledeno doba.
Zabrinjavajući rezultat prestanka cirkulacije termoalina potencijalni je okidač anoksičnog događaja - anoksične vode su područja morske, slatke ili podzemne vode koja su osiromašena otopljenim kisikom i ozbiljnije su stanje hipoksije.
Anoksični događaji povezani su s poremećajem oceanskih struja i događajima globalnog zagrijavanja u pretpovijesnom razdoblju Zemlje. Kako oceani postaju stagnirajući, morski život postaje sve aktivniji. Oceanski organizmi poput planktona, koji nemaju dovoljno pokreta da bi se suprotstavili strujama, imaju priliku razmnožavati se u velikom broju.
Kako se oceanska biomasa povećava, količina kisika u oceanu počinje padati. Život u oceanima treba kisik da bi preživio, ali s mnogim organizmima dobivanje kisika je teško. Regije s niskim udjelom kisika mogu se pretvoriti u mrtve zone, područja u kojima velik dio morskog života ne može preživjeti.
Tijekom ovih anoksičnih događaja u prošlosti Zemlje, velike količine sumporovodika oslobađale su se iz oceana. Ovaj štetni plin povezan je s masovnim izumiranjem, jer sisavci i biljke ne mogu preživjeti njegovom prisutnošću u atmosferi.
Isti su istraživači također pokazali da bi ispuštanje ovog plina oštetilo ozonski omotač. Ovu su teoriju podržali fosilni zapisi koji su pokazali ožiljke povezane s ultraljubičastim zračenjem (UV). Masivne količine UV zračenja dodatno bi olakšale izumiranje kopnenih organizama. Ljudski život, kakav poznajemo, u ovim uvjetima okoliša bit će nemoguć.
Činjenica koja je još zastrašujuća jest da je, kad god je došlo do masovnog izumiranja i prestanka termoalina, Zemlja imala rekordne globalne temperature i visoku razinu ugljika u atmosferi. Tijekom permsko-trijasnog izumiranja, razina ugljika u atmosferi dosegla je 1000 ppm. Trenutne koncentracije su na 411,97 ppm (dijelovi na milijun). Zemlja je još uvijek daleko od postizanja katastrofalne razine ugljika, ali to nije razlog da se ta stvar pusti.
Treba postojati razumijevanje da, nakon što cirkulacija termoalina prestane, ne može se ponovno pokrenuti bez još nešto manje od milijun godina!
