Čo je cirkulácia termoalínu

Cirkulácia termoalínu je oceánsky prúd nevyhnutný pre život na Zemi

cirkulácia termoalínu

Upravený a zmenený obrázok Frantzou Fleurine je k dispozícii na serveri Unsplash

Globálna cirkulácia termoalínu (CTG), cirkulácia termosalínu alebo termohalínu, je koncept, ktorý sa vzťahuje na pohyb oceánskych vôd cez všetky hemisféry, ktoré sú zodpovedné za ohrev a chladenie určitých oblastí. Slovo „termoalina“ pochádza zo slova „termohalina“, kde predpona „termín“ označuje teplotu a prípona „halina“ označuje soľ.

Hlavným motorom tohto oceánografického javu je rozdiel v hustote medzi morskými prúdmi - ktorý je určený množstvom soli a teplotou vody. S globálnym otepľovaním a topením polárnych ľadových čiapočiek klesá koncentrácia soli, ktorá môže zastaviť cirkuláciu termoalínu.

  • Čo je globálne otepľovanie?

Niektorí vedci varovali, že tento scenár môže byť pre ľudstvo katastrofický, pretože výrazne zvýši množstvo sírovodíka (H2S) v oceáne a v atmosfére. Tento plyn s vysokým potenciálom poškodenia ozónovej vrstvy bol zodpovedný za hromadné vymieranie v minulosti. Rozumieť:

  • Čo je ozónová vrstva?

Ako funguje cirkulácia termoalínu

V oceáne ako celku je slaná voda na povrchu - pretože je teplejšia ako voda s menším počtom solí. Tieto dva regióny sa nemiešajú, až na niektoré špeciálne prípady, ako napríklad v cirkulácii termoalínu.

Planéta Zem, ktorá sa vyznačuje rozdielmi v zemepisných šírkach, prijíma väčšie množstvo slnečnej energie na rovníku, čo je oblasť najbližšia k slnku. V tejto oblasti je teda väčšie množstvo odparovania morskej vody, čo následne spôsobuje vyššiu koncentráciu soli.

Ďalším javom, ktorý zvyšuje koncentráciu soli v oceáne, je tvorba ľadu. Teda tak v regiónoch s najväčším odparovaním morskej vody, ako aj v oblastiach s tvorbou ľadu je vyššia koncentrácia solí.

Časť obsahujúca najvyššiu koncentráciu soli je hustejšia ako časť obsahujúca najmenej solí. Keď sa teda časť oceánu, ktorá obsahuje vyššiu slanosť, dostane do kontaktu s časťou s nižšou slanosťou, vytvorí sa prúd. Región s najvyššou hustotou (s najvyššou koncentráciou soli) pohltí a ponorí región s najnižšou hustotou (s najnižšou koncentráciou soli). Toto ponorenie vytvára veľmi veľký a pomalý prúd, ktorý sa nazýva cirkulácia termoalínu.

Na videu nižšie si pozrite, ako prebieha pohyb cirkulácie termoalínu v animácii vytvorenej NASA:

Táto animácia ukazuje jeden z hlavných regiónov, kde sa morský prúd čerpá v severnom Atlantickom oceáne okolo Grónska, Islandu a Severného mora. Povrchový oceánsky prúd privádza novú vodu do tejto oblasti južného Atlantiku Golfským prúdom a voda sa vracia do južného Atlantiku severoatlantickým prúdom hlbokej vody. Neustály príliv horúcej vody do polárneho oceánu severného Atlantiku udržuje oblasti okolo Islandu a južného Grónska po celý rok prakticky bez morského ľadu.

Animácia tiež ukazuje ďalšiu vlastnosť globálnej oceánskej cirkulácie: antarktický cirkumpolárny prúd. Oblasť okolo južnej šírky 60 je jedinou časťou Zeme, kde môže oceán prúdiť po celom svete bez toho, aby cestou cestou prechádzal. Vďaka tomu okolo Antarktídy prúdia povrchové a hlboké vody zo západu na východ. Tento cirkumpolárny pohyb spája oceány planéty a umožňuje zvýšenie cirkulácie hlbokých atlantických vôd v Indickom a Tichom oceáne a povrchovú cirkuláciu uzavrie tokom na sever v Atlantiku.

Farba svetového oceánu na začiatku animácie predstavuje hustotu povrchovej vody, pričom tmavé oblasti sú hustejšie a svetlé oblasti menej husté. V animácii sa pohyb zrýchľuje, aby sa zlepšilo pochopenie javu. Ale v skutočnosti je tento pohyb veľmi pomalý a je ťažké ho zmerať alebo simulovať.

termoalín

Obrázok Kathleen Millerovej zmenenej veľkosti

Zastavenie cirkulácie termoalínu môže byť katastrofálne

V posledných dvoch desaťročiach vzrástla vedecká komunita v súvislosti so zastavením termo-alkalickej cirkulácie. S rastúcimi globálnymi teplotami sa grónske ľadové čiapky a arktické oblasti začali topiť alarmujúcou rýchlosťou. Arktída, ktorá obsahuje asi 70% všetkej sladkej vody na Zemi, zriedi koncentráciu soli v oceáne.

Zníženie koncentrácie soli preruší tok prúdu generovaného gradientom hustoty. Podľa štúdie publikovanej v časopise Nature sa čistý tok cirkulácie termoalínu od 50. rokov 20. storočia znížil o 30%.

Toto spomalenie cirkulácie termoalínu môže vysvetľovať pokles teplôt v určitých regiónoch. Aj keď celkové globálne teploty stúpajú, absencia horúcich prúdov v prirodzene sa vyskytujúcich oblastiach bude mať za následok nižšie teploty.

Stále však existuje veľká neistota, pokiaľ ide o účinky chladiacich prúdov. Ak teploty mierne poklesnú, môžu jednoducho pôsobiť proti účinkom globálneho otepľovania v regiónoch, ako je Európa.

To neznamená, že zvyšok sveta bude mať také šťastie. V tmavšom scenári môže drastické zníženie cirkulácie termoalínu spôsobiť výrazný pokles teplôt. Ak bude spomalenie pokračovať, môže Európa a ďalšie regióny, ktoré sú na udržiavanie primerane teplého a mierneho podnebia závislé na cirkulácii termominerálov, očakávať ľadovú dobu.

Znepokojivejším výsledkom zastavenia cirkulácie termoalínu je potenciálne spustenie anoxickej udalosti - anoxické vody sú oblasti morskej, sladkej alebo podzemnej vody, ktoré sú ochudobnené o rozpustený kyslík a sú vážnejším stavom hypoxie.

Anoxické udalosti boli spojené s narušením oceánskych prúdov a udalosťami globálneho otepľovania v prehistorickom období Zeme. Ako oceány stagnujú, morský život sa stáva aktívnejším. Oceánske organizmy, ako je planktón, ktoré nemajú dostatok pohybov na potlačenie prúdov, majú možnosť množiť sa vo veľkom množstve.

Ako sa zvyšuje biomasa oceánu, množstvo kyslíka v oceáne začína klesať. Život v oceánoch potrebuje na prežitie kyslík, ale u mnohých organizmov je získanie kyslíka ťažké. Regióny s nízkym obsahom kyslíka sa môžu zmeniť na mŕtve zóny, oblasti, v ktorých väčšina morského života nemôže prežiť.

Počas týchto anoxických udalostí v minulosti Zeme sa z oceánov uvoľňovalo veľké množstvo sírovodíka. Tento škodlivý plyn súvisí s hromadným vymieraním, pretože cicavce a rastliny nemôžu prežiť s jeho prítomnosťou v atmosfére.

Tí istí vedci tiež preukázali, že uvoľnenie tohto plynu by poškodilo ozónovú vrstvu. Túto teóriu podporili fosílne záznamy, ktoré ukazovali jazvy súvisiace s ultrafialovým žiarením (UV). Veľké množstvo UV žiarenia by ďalej uľahčilo vymieranie suchozemských organizmov. Ľudský život, ako ho poznáme, bude v týchto podmienkach životného prostredia nemožný.

Fakt, ktorý je ešte desivejší, je ten, že kedykoľvek došlo k masovému vyhynutiu a zastaveniu termoalínu, Zem mala rekordné globálne teploty a vysokú hladinu uhlíka v atmosfére. Počas permu-triasu vymieranie hladiny atmosférického uhlíka dosiahli 1000 ppm. Súčasné koncentrácie sú na úrovni 411,97 ppm (častí na milión). Zem ešte zďaleka nedosahuje katastrofické úrovne uhlíka, ale to nie je dôvod na to, aby sme to nechali ujsť.

Je potrebné si uvedomiť, že akonáhle sa cirkulácia termoalínu zastaví, nemožno ho znovu spustiť, ak to bude trvať menej ako milión rokov!