Ученые обнаружили мощные тепловые волны на дне океана

В 2013 году чудовищная морская волна тепла возникла у побережья Аляски и вскоре распространилась на юг до Мексики вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки.

Фото из открытых источников / Бассейн западной части Атлантического океана, включая континентальный шельф, снятые со спутника. (Национальная экологическая спутниковая и информационная служба NOAA)

Это продолжалось гораздо дольше, чем кто-либо ожидал, уничтожив рыбные промыслы, вызвав цветение токсичных водорослей, потревожив леса водорослей и лишив морских птиц пищи.

В какой-то момент буй, качающийся на поверхности океана недалеко от штата Орегон, обнаружил пугающие скачки температуры до семи градусов по Цельсию менее чем за час. Однако ученые, сосредоточив внимание на данных о температуре, поступающих с поверхности океана, не имели ни малейшего представления о том, что происходит в глубинах.

Как сообщает ScienceAlert, новое моделирование, проведенное исследователями из Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), показывает, что морские тепловые волны могут распространяться и глубоко под водой, иногда в тандеме с тепловыми волнами, которые проходят по поверхности океана, или когда нет обнаруживаемого сигнала о потеплении наверху.

Новый анализ вод континентального шельфа, окружающих Северную Америку, также показывает, что эти так называемые нижние морские волны тепла могут быть более интенсивными и длиться дольше, чем периоды жары на поверхности океана, хотя они варьируются от побережья к побережью.

«Исследователи уже более десяти лет исследуют морские волны тепла на поверхности моря», - говорит ведущий автор исследования, климатолог Диллон Амайя из лаборатории физических наук NOAA.

Но они были ограничены данными о экстремальных температурах на поверхности океана, зарегистрированными плавучими буями или обнаруженными кораблями, или воздушными спутниками. Гораздо сложнее исследовать температуру океана ниже водной толщи и вдоль континентальных шельфов.

Некоторые данные существуют, но исследователям, стоящим за этим последним исследованием, в основном приходилось экстраполировать данные наблюдений за поверхностью океана, вводя эти данные в компьютерные модели для моделирования океанских течений, которые поднимаются из глубины, принося необходимые питательные вещества в прибрежные воды.

«Это первый раз, когда мы смогли по-настоящему погрузиться глубже и оценить, как эти экстремальные явления разворачиваются на мелководье морского дна», - говорит Амайя.

Анализ был сосредоточен на западном и восточном побережьях Северной Америки, используя данные, охватывающие три десятилетия, с 1993 по 2019 год, для создания симуляций с разрешением 8 километров.

Визуализация особенностей морского дна бассейна западной части Атлантического океана на основе батиметрических данных.

«Мало того, что волны тепла на дне моря, как правило, сохраняются дольше, чем их поверхностные аналоги, пишут исследователи в своей статье, но есть много регионов, где интенсивность волн тепла на дне моря, как правило, превышает интенсивность волн тепла на поверхности моря в том же месте».

Анализ показал, что эти два типа морских волн тепла, как правило, возникают одновременно в мелководных районах, где смешиваются поверхностные и придонные воды. Согласно моделированию, скачки температуры вдоль морского дна колебались от половины градуса Цельсия до 5 градусов Цельсия.

Но в более глубоких частях континентального шельфа волны морского тепла на дне могут развиваться без каких-либо признаков потепления на поверхности.

«Это означает, что это может происходить без ведома руководителей [рыболовства], пока не начнут проявляться последствия», - говорит Амайя.

Исследователи говорят, что их результаты подчеркивают важность поддержания систем долгосрочного мониторинга океана, тем более что ученые только начинают осознавать воздействие волн тепла на дно моря.

Разработка новых возможностей наблюдения для предупреждения управляющих морскими ресурсами об условиях потепления дна также может помочь нам лучше понять, что происходило в прошлом, и быть готовыми к тому, что произойдет в будущем.

Необычно высокие температуры в подповерхностных слоях океана были связаны с проникновением инвазивных крылатых рыб в новые прибрежные районы на юго-востоке США и привели к почти полному краху промысла омаров стоимостью в миллионы долларов, поскольку ослабленная иммунная система омаров подвергается угрозе со стороны паразитов.

«Очевидно, что нам нужно уделять более пристальное внимание океанскому дну, где обитают некоторые из наиболее ценных видов, которые могут испытывать волны тепла, совершенно отличные от тех, что на поверхности», - говорит соавтор исследования, океанограф NOAA Майкл Джейкокс.

Исследование опубликовано в Nature Communications.