Ученые разгадывают тайну быстро распространяющегося «эффекта бабочки» в глубоководных районах ...

Дата публикации: 17-07-2026 17:03:31

Ученые разгадывают тайну быстро распространяющегося «эффекта бабочки» в глубоководных районах океана.
Земля из космоса
Крошечные, невидимые вихри и завитки – размером не более монеты – глубоко под поверхностью океана незаметно формируют некоторые из самых мощных сил, определяющих наш климат: повышение уровня моря, истощение рыбных запасов, экстремальные наводнения и количество углекислого газа, поглощаемого океаном.
Международная исследовательская группа под руководством Кембриджского университета обнаружила, что турбулентность в глубинных океанах — процесс, распределяющий тепло, питательные вещества и углерод от поверхности ко дну и обратно — влияет на нашу жизнь не в масштабе тысяч лет, как считалось ранее, а в течение жизни одного человека.
Однако инструменты, используемые для прогнозирования этих последствий и формирования политики, неадекватно отражают эту турбулентность или скорость ее распространения. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications .
Эти выводы сделаны в то время, когда глобальные исследования океана такого рода находятся под угрозой. В мае Национальный научный фонд США объявил о закрытии Инициативы по океанографическим обсерваториям — сети океанографических наблюдений стоимостью 368 миллионов долларов, которая предоставляла жизненно важные океанографические данные по всему миру, хотя позже эти планы были отменены.
Изменение характера турбулентности может оказать ощутимое влияние на наш климат, поэтому мониторинг океана такого типа имеет ключевое значение: если питательные вещества не будут подниматься из глубин океана на поверхность, это может привести к нарушению морских пищевых цепей, что, в свою очередь, вызовет коллапс рыболовства. Способ передачи тепла из глубин океана в более мелкие воды и обратно влияет на таяние арктического и антарктического льда, что, в свою очередь, влияет на повышение уровня моря, интенсивность штормов и уровень наводнений.
Используя комбинацию ранее собранных физических и химических измерений, исследователи выявили несколько быстро развивающихся климатических процессов, на которые влияет мелкомасштабная турбулентность, включая распределение тепла, питательных веществ и углерода. При сравнении с тем, как климатические модели предсказывают влияние турбулентности в глубоком океане на жизнь на суше, исследователи обнаружили, что эти модели нуждаются в существенных улучшениях.
«В океане существует микрофизика, подобная физике облаков, которую чрезвычайно сложно и дорого наблюдать, но она управляет нашей жизнью в масштабах, имеющих значение для человека, — от изменений циркуляции океана до динамики экосистем, имеющей последствия для рыболовства и продовольственной безопасности, до прибрежных наводнений и волн жары», — сказала ведущий автор исследования доктор Лаура Чимоли из Департамента прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета (DAMTP). «Нам необходимы максимально точные инструменты для прогнозирования этих эффектов, и мы обнаружили, что в настоящее время это не так».
«Если говорить о том, что наиболее важно в масштабах человеческой жизни, то это три вещи: морские питательные вещества и экосистемы, которые влияют на продовольственную безопасность; изменения в Арктике, которые имеют прямые геополитические последствия и почти немедленно влияют на экстремальные погодные явления и наводнения в Великобритании; и перемешивание глубинных южных течений, питающих теплую воду антарктических шельфовых ледников, что приводит к повышению уровня моря», — сказал соавтор исследования доктор Али Машайек из Кембриджского факультета наук о Земле.
Одним из индикаторов, использованных исследователями для проверки точности климатических моделей, была концентрация ХФУ (хлорфторуглеродов). ХФУ выбрасывались в атмосферу в больших количествах до того, как были запрещены в 1980-х годах в соответствии с Монреальским протоколом из-за вреда, который они наносили озоновому слою.
Исследователи отследили, как далеко и с какой скоростью перемещались ХФУ за последние шесть десятилетий, измеряя их концентрацию на глубине. Они обнаружили, что некоторые глубоководные районы перенесли ХФУ от Антарктиды до центральной части Тихого океана и северной части Индийского океана всего за 40 лет. Эти же воды переносят углерод, кислород и тепло. Во время перемещения они смешиваются с другими водами, поэтому турбулентность играет ключевую роль в определении того, сколько индикаторов, тепла и углерода остается в ловушке в глубоком океане и в каких временных масштабах.
«Мы узнаём, что глубокие слои океана могут обмениваться углеродом, питательными веществами, теплом и загрязняющими веществами с атмосферой в масштабах времени, имеющих отношение к нашей жизни», — сказал Машаек.
В другом эксперименте краситель вводили в глубокий океан в известных местах и ​​на известных глубинах и отслеживали его движение. В глубоком каньоне в Роколлской впадине, недалеко от вод Великобритании, краситель поднимался на 100 метров в день: примерно в 10 000 раз быстрее, чем предсказывали модели.
Однако, сравнивая данные наблюдений за ХФУ, красителями и другими веществами с климатическими моделями, команда обнаружила, что результаты моделей часто значительно отклоняются от наблюдательных данных.
«Это показывает, что климатические модели ненадёжно отражают ключевые эффекты турбулентности в глубинных слоях океана», — сказал соавтор, профессор Колмсилл Колфилд, также из DAMTP. «Если мы хотим сделать эти модели более полезными для лиц, принимающих решения, нам необходимо гораздо лучше понимать лежащие в их основе фундаментальные физические процессы, разработать более совершенные приближения, которые бы эффективно с вычислительной точки зрения воспроизводили все эти процессы и могли бы быть легко интегрированы в климатические модели, а также проверить и ограничить результаты этих приближений с помощью гораздо большего объема наблюдательных данных. Все аспекты этого процесса сейчас находятся под угрозой из-за сокращения научных бюджетов».
«Раньше считалось, что турбулентность во внутренних слоях океана происходит на большой глубине, на большом расстоянии и слишком медленно, чтобы иметь значение в масштабах времени, важных для человека, но появляется все больше свидетельств того, что это не всегда так», — сказал соавтор, профессор Альберто Навейра Гарабато из Университета Саутгемптона. «Глубокие слои океана могут взаимодействовать с атмосферой в короткие промежутки времени, и нам нужны надежные инструменты, которые помогут нам это измерить».
Исследование частично финансировалось компанией Schmidt Sciences LLC, Агентством перспективных исследований и разработок (ARIA), Национальным научным фондом США (NSF), Советом по исследованиям окружающей среды (NERC) и Советом по исследованиям в области инженерных и физических наук (EPSRC), входящим в состав UK Research and Innovation (UKRI). Лаура Чимоли — стипендиат колледжа Мюррея Эдвардса в Кембридже. Али Машаек — стипендиат Питерхауса в Кембридже. Колмсилл Колфилд — стипендиат колледжа Черчилля в Кембридже.
Ссылка:
Лаура Чимоли и др. « Климатический охват мелкомасштабной турбулентности во внутренних районах океана ». Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-73809-3
Лицензия Creative Commons.
Текст данной работы распространяется под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License . Изображения, включая наши видеоролики, защищены авторским правом © Кембриджского университета и указанных лицензиаров/авторов. Все права защищены. Мы предоставляем доступ к нашим изображениям и видеоконтенту различными способами – на нашем основном веб-сайте в соответствии с его Условиями использования , а также на различных каналах, включая социальные сети, которые разрешают использование и распространение нашего контента в соответствии с их соответствующими Условиями.

Схожие новости

#	Наименование новости	Тональность	Информативность	Дата публикации
1	Океан под ударом: ученые оценили последствия аномального потепления	0	8	28-06-2026
2	Климатические «качели»: ученые обнаружили, что может усиливать цикличность разрушительного природного явления Эль-Ниньо	0	7	20-05-2026
3	Ученые выяснили, почему морские животные мельчают при потеплении	0	8	04-07-2026
4	Мировой океан нагревается в пять раз быстрее, чем в конце ...	0	8	27-06-2026
5	Климатический апокалипсис: обратный отсчет Что происходит с погодой? Откуда все ...	-2	3	02-07-2026
6	Метеорологи прогнозируют рост числа сильных штормов из-за потепления климата	0	0	31-08-2020
7	Спутники НАСА зафиксировали формирование мощного явления «Эль-Ниньо» в Тихом океане ...	0	7	17-07-2026
8	Ученые связали изменение цвета мирового океана с глобальным потеплением	0	0	04-02-2019
9	Новые спутниковые изображения демонстрируют, что явление Эль-Ниньо, в этом году ...	0	7	06-07-2026

Классификация: Наука. Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 9. Тональность: 5. Информативность: 8. Источник: vk.com.