1974年、最初のLandsat衛星の打ち上げからわずか数年後、科学者たちは南極近くのウェッデル海で奇妙なことに気づきました。 アイスパックの真ん中に、ポリニャと呼ばれる大きな氷のないエリアがありました。 ニュージーランドほどの広さの地域を覆っていたポリニアは、1975年と1976年の冬に再び現れましたが、それ以降は見られません。
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科学者たちは、ポリニアの失disappearを、その形成が自然にまれな出来事であるという兆候として解釈した。 しかし、 Nature Climate Changeで報告している研究者たちは、polynyaの外見は以前よりはるかに一般的であり、気候変動がその形成を抑制していると言って同意しません。
さらに、ポリーニャの不在は、熱を世界中に移動させる海流の広大なコンベヤーベルトに影響を与える可能性があります。
衛星画像により、科学者は1974年から1976年の南極の冬にウェッデル海（左上の象限）に氷のない地域を見つけることができました。（クレジット：クレアパーキンソン（NASA GSFC）） 極の周りの海水は、降水と海氷が溶けて非常に寒くなるため、比較的新鮮になる傾向があります。 その結果、表面の下には、氷の融解と沈殿によって浸透しない、わずかに暖かく、より多くの塩水の層があります。 この高い塩分により、表面の水よりも密度が高くなります。
科学者たちは、海流がモードライズとして知られる水中の山のチェーンに対してこれらのより深い地下水を押すと、ウェッデルポリニャが形成されると考えています。 これにより、水が表面に押し上げられ、そこで冷たい水と混ざり合って温められます。 それは人が快適に浸るのに十分なほど水の最上層を温めませんが、氷の形成を防ぐには十分です。 しかし、費用がかかります。地表に達するとすぐに、湧昇する地下水からの熱が大気中に放散します。南極海底水として知られている現在。
南極海底水は、3, 000メートル以上の深さで世界中の海に広がり、これらの深い場所に酸素を供給します。 また、熱を赤道から極に向かって移動させる素晴らしい海洋コンベヤーベルトである、世界的な熱塩循環の推進力の1つでもあります。
海面と深海の流れのネットワークは、水と熱を世界中に移動させます。 （クレジット：Robert SimmonによるNASA / Map、IPCC 2001およびRahmstorf 2002からの改編） しかし、ウェッデル海で混合を行うには、海水の最上層がその下の層よりも密になって、水が沈むようにする必要があります。
ウェッデル海で何が起こっているかを知るために、モントリオールにあるマギル大学のカシミールデラヴェルニュと同僚は、1956年からこの地域の船舶とロボットフロートによって収集された温度と塩分測定を分析し始めました。 研究者は、ウェッデル・ポリニャのサイトの水の表層が1950年代から塩分が少なくなっていることを見ることができました。 淡水は塩水よりも密度が低く、ウェッデルシステムの蓋として機能し、地下の温水を閉じ込めて表面に到達するのを防ぎます。 次に、その場所で南極海底水を生成する混合を停止します。
淡水の増加は、2つの原因から生じています。気候変動が世界の水循環を増幅させ、蒸発と降水の両方を増加させています。 そして、南極の氷河は、より大きな割合で分娩して溶けています。 これらの水源は両方とも、過去にこの地域が経験したよりも多くの淡水をウェッデル海に提供することになります、と研究者は述べています。
このシステムの将来がどうなるかを見るために、de Lavergneと同僚は36の気候モデルのセットに注目しました。 世界の乾燥した場所は一般に乾燥し、湿った場所はより湿ると予測するこれらのモデルは、南大洋のこの地域が将来さらに降水量が増えることを示しています。 モデルには融解する氷河は含まれていませんが、研究者によると、それらはより多くの淡水を追加し、システムの蓋をさらに強くする可能性があります。
ウェッデル海での水の混合の弱体化は、少なくとも部分的に、2012年に報告された南極海底水の減少を説明できます。「対流の減少は南極海底水の形成速度を低下させるでしょう」とドラヴェルニュは言います。 それは「熱塩循環の下部分岐に弱体化を引き起こす可能性があります。」
その下の枝は、北大西洋のラブラドール海で起こる同様の対流プロセスのいとこです。そこでは、北極からの冷たい水が沈み、深い流れを南に追いやります。 おそらく淡水の流入が原因でこの深層水源が遮断された場合、科学者たちは、結果としてこの熱と水の動きによって暖かく保たれているヨーロッパでは特に悲惨な結果になる可能性があると述べています。 気候の研究者は、このシナリオを非常にありそうにないと考えていますが、可能性の範囲外ではありません。 そして、弱体化したシステムでさえ、世界中の気候と天気に影響を与える可能性があります。
しかし、ウェッデル海での混合の弱体化は、南極と南大洋で観測された気候トレンドの一部に貢献している可能性があります。 暖かい海水を閉じ込めておくことにより、弱体化は表面の温暖化と海氷の膨張の減速を説明するかもしれない、と研究者は指摘している。
ウェッデル海の混合の弱体化は、これらのより深い海水の層に蓄えられたすべての熱と炭素も閉じ込め続けています。 別の巨大なポリニアが形成された場合、それは可能性は低いが可能ですが、研究者たちは警告し、地球に温暖化のパルスを放出する可能性があると研究者は警告します。
