Ученые обнаружили границу распространения Антарктических донных вод в Северной Атлантике

Океанологи выяснили, что глубоководный проход Западный, который расположен в Атлантическом океане на широтах между Марокко и Португалией, служит естественным коридором для транспорта Антарктической донной воды в Северо-Восточную Атлантику. По мере этого переноса вода из Антарктики смешивается с атлантической, меняя свою температуру, соленость и химический состав. Полученные данные позволяют лучше понять, как водные массы, участвующие в переносе тепла и углерода, циркулируют в океане.

Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Deep-Sea Research.

Антарктическая донная вода играет ключевую роль в переносе тепла, углерода и силикатов по всему Мировому океану, тем самым оказывая существенное влияние на структуру и интенсивность циркуляции его вод, а потому и на климат Земли. Пути распространения Антарктической донной воды хорошо изучены. Например, известно, что в Восточную Атлантику она поступает через разломы Романш, Чейн и Вима, а также через несколько менее крупных разломов.

Удаляясь от района своего происхождения, Антарктическая донная вода меняет температуру и соленость (они возрастают по мере продвижения течений на север), перемешиваясь с водами Северной Атлантики. Чтобы понять, как сегодня меняется циркуляция в Мировом океане, и уточнить, как взаимодействуют глубинные воды северного и южного происхождения, ученые стараются найти границы их распространения.

Ученые из Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН (Москва), Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград) и Морского гидрофизического института РАН (Севастополь) исследовали глубоководный проход Западный — природный коридор в центральной части Атлантического океана. По нему воды из южных широт поступают в Иберийскую котловину — плоскую равнину на дне океана, расположенную в Северо-Восточной Атлантике на широтах Португалии.

В ходе экспедиции научно-исследовательского судна «Академик Иоффе» в 2022 году авторы измерили потенциальную температуру и соленость воды на океанологических станциях, а также направление ее течения от поверхности до дна океана. На температуру воды на больших глубинах влияет давление, поэтому ученые используют понятие не обычной температуры, а потенциальной — той, что рассчитывается с учетом давления. Дополнительно — чтобы оценить, успела ли вода из Антарктиды смешаться с водами из Северной Атлантики, — исследователи отобрали пробы с глубин более 4000 метров и определили содержание в них растворенных кислорода и кремния.

Эти элементы были взяты потому, что Антарктическая вода содержит повышенные концентрации растворенного кремния одновременно с пониженным (по сравнению с водой атлантического происхождения) количеством растворенного кислорода.

Авторы обнаружили Антарктическую донную воду с потенциальной температурой ниже 2 к югу и к северу от глубоководного прохода Западного (на широтах Марокко и Португалии соответственно). В самом глубоководном проходе придонная водная масса имела потенциальную температуру выше 2. Но количество растворенных кремния и кислорода указало на то, что это все-таки Антарктическая донная вода, смешанная с Северо-Атлантической глубинной водой.

Таким образом, исследователи определили, что глубоководный проход Западный служит естественным коридором, по которому Антарктическая донная вода, смешанная с Северо-Атлантической глубинной водой, попадает в Иберийскую котловину — вплоть до широт Португалии.

«Мы впервые показали, что холодные Антарктические донные воды, хоть и сильно измененные за счет смешения с водами североатлантического происхождения, все же достигают Иберийской котловины. Ранее же считалось, что они распространяются не далее глубоководного прохода Западного, то есть широт, соответствующих северу Африки. В дальнейшем мы планируем продолжать исследования в этом районе, что позволит оценить роль проходов Азоро-Гибралтарского разлома в глубинном водообмене в Атлантическом океане. Наш круг интересов — весь Мировой океан!» — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Евгений Морозов, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией гидрологических процессов ИО РАН и Президент Международной ассоциации физических наук об океане (IAPSO) в 2011—2015 годах.