Новое моделирование показало, что подводные горы могут существенно влиять на циркуляцию океана. На протяжении многих лет ученые пытались оценить степень перемешивания океанических вод и его влияние на климат, но были ограничены нехваткой данных о морском дне. Ранее считалось, что приливы и подветренные океанические волны играют главную роль в перемешивании глубин. Однако подводные горы, взаимодействуя с океанскими течениями, также признаны важным фактором этого процесса.
Современные достижения в картографировании морского дна позволили обнаружить множество подводных гор, достигающих нескольких тысяч метров в высоту. Недавнее исследование, опубликованное в «Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America», посвящено изучению их влияния на перемешивание глубин океана. Вода, сталкиваясь с подводными горами, создает вихри, перемешивающие слои с разной температурой и соленостью. Величина этого процесса зависит от количества и размера подводных гор. Исследователи также изучили влияние вращения Земли и стратификации океанских слоев на образование этих волн.
Как отметил климатолог Али Машайек из Кембриджского университета, первый автор исследования, цель работы заключалась в оценке важности этой динамики для океанической циркуляции. Используя данные о подводных горах, собранные в 2011 году, исследователи пришли к выводу, что турбулентность вокруг них может быть значительным фактором перемешивания. Этот набор данных включает информацию о 24 600 подводных горах высотой более 100 метров, причем около 8 500 из них превышают 1 километр.
Команда ученых также использовала данные о стратификации океана и движении глубинных вод, чтобы показать, что вихри, образующиеся за подводными горами, могут быть достаточно крупными для того, чтобы на их динамику влияло вращение Земли. Это особенно заметно в Тихом океане и тропических широтах — явление, ранее недооцененное.
Исследователи пришли к выводу, что перемешивание вокруг подводных гор может составлять около трети общего перемешивания глубоких слоев океана. Для проверки своих гипотез команда провела три региональных моделирования, которые охватывали экваториальные и средние широты. В результате было выявлено, что стратифицированные вихри, возникающие из-за вращения и взаимодействия слоев, создают усиленное турбулентное перемешивание. Машайек подчеркнул, что без этих факторов процесс перемешивания, который они изучают, просто не существовал бы.
Хотя физические измерения еще не подтвердили результаты моделирования, ученые считают, что в районах с высокой концентрацией подводных гор, таких как Тихий океан, их вклад в перемешивание может достигать 40%. Это открытие подчеркивает важность учета влияния подводных гор в моделях океанической циркуляции.
Исследователи призывают к улучшению батиметрических карт, так как текущее количество подводных гор, вероятно, занижено. Инициатива «Морское дно 2030» планирует создать полную карту мирового океана, но пока достигла лишь четверти от намеченной цели.
По словам исследователя океанической динамики Каллума Шекспира, подводные горы уже давно рассматриваются как важный элемент океанического перемешивания, но это исследование впервые предложило конкретные данные на глобальном уровне. Шекспир отметил, что сложная нелинейность потоков вокруг подводных гор требует высокоточных численных моделей, которые стали доступны лишь недавно.