Студент в исследовательской экспедиции во время летних каникул, Шер был частью научной группы, путешествующей глубоко за Полярный круг для сбора базальтовых кернов для палеомагнитного анализа. Но несмотря на то, что команда была сосредоточена на поиске горных пород с магнитными минералами, которые могут помочь установить, где на Земле они образовались, именно каменные отложения, которые когда-то были очень живыми, действительно привлекли коллективное внимание команды.«Мы наткнулись там на ложе из окаменелой кости», — говорит Шер. «Мы вытаскивали окаменелости позвоночных — крокодилов, черепах, костистых рыб — и когда мы вернулись домой, мы показали их палеонтологу, который сказал нам, что это скопление в теплой воде.
Это был отличный опыт для первокурсника в колледже, и это очень заинтересовало меня климатом — я просто увидел, насколько он отличался в прошлом от того, что я испытал возле Северного полюса, когда я бродил по снегу ».В настоящее время адъюнкт-профессор Университета Южной Каролины, Шер сделал карьеру в области климатологии. Он является частью международной группы, которая недавно опубликовала отчет, в котором подробно описывается генезис одного из краеугольных камней нынешней климатической системы Земли — Антарктического циркумполярного течения.Постоянный поток океанской воды на восток в Южном океане, окружающий Антарктиду, Антарктическое циркумполярное течение сродни Гольфстриму, течению, которое перемещает воду через Атлантический океан от оконечности Флориды вдоль восточного побережья Северной Америки, и путем распространения в Североатлантическое течение к берегам западной и северной Европы.
Перенос теплых южных вод Гольфстримом на север является причиной того, что во многих европейских странах более умеренный климат, чем можно было бы ожидать исключительно исходя из их широт (например, относительно мягкий Лондон, расположен более чем на 500 миль севернее Торонто).Но если Атлантическое циркумполярное течение — это что-то вроде Гольфстрима, есть заметная разница: оно даже больше.«Это крупнейшее океанское течение на сегодняшний день и единственное, которое соединяет все океанические бассейны», — говорит Шер. «Атлантический, Тихий и Индийский океаны — огромные океаны, но все они ограничены континентами; у них есть твердые границы. Южный океан вокруг Антарктиды — единственная широта, где есть океан, непрерывно огибающий земной шар.
Из-за этого ветрам, дующим над Южным океаном, не препятствуют континентальные преграды.«Таким образом, расстояние, на которое ветер может дуть над океаном, которое, как океанологи, мы называем« опусканием », бесконечно. А опускание — это одна из вещей, которая определяет, насколько высоки волны, сколько перемешивания происходит в океанах, и, в конечном итоге, то, что движет поверхностными океанскими течениями.
С бесконечной скоростью вы можете получить очень сильное океаническое течение, и поскольку эта конкретная полоса океана соединяет все мировые океаны, она переносит тепло, соль и питательные вещества по всему миру ».В статье, недавно опубликованной в журнале Nature, Шер и его команда доказывают, когда именно это массивное океанское течение впервые начало течь. Одним из явных препятствий в далеком прошлом было расположение континентальных масс. Антарктида и Австралия были частью единого суперконтинента, Гондваны, и начали разделяться около 83 миллионов лет назад, поэтому до этого времени Тихий и Индийский океаны не могли соприкасаться с Южным полюсом.
Однако глубоководные океанические течения могли течь между двумя континентами гораздо позже, чем начальное разделение Австралии и Антарктиды. Палеокеанографы определили переход, открытие Тасманийских ворот, глубоководного канала между Тасманией и Антарктидой, как необходимую часть любого крупномасштабного устойчивого потока, подобного Антарктическому циркумполярному течению.Используя новую информацию о разделении Антарктиды и Австралии, Шер и его команда разработали тектоническую модель, которая показала, что Тасманийские ворота впервые образовали глубину не менее 500 метров где-то между 35 и 32 миллионами лет назад.
Однако из геохимического анализа керна отложений они пришли к выводу, что канала, открывающегося на эту глубину, было недостаточно для протекания Антарктического циркумполярного течения.
По словам Шера, Тихий океан находится в контакте с гораздо более молодыми породами, чем Индийский, что приводит к особой концентрации в каждом океане одного изотопа неодима, период полураспада которого превышает период полураспада Солнечной системы.Измеряя состав изотопов неодима, включенных в окаменелости рыбьих зубов в образцах керна, команда смогла установить, что течение восточного течения между Тихим и Индийским океанами началось примерно 30 миллионов лет назад, примерно через 2-5 миллионов лет после тасманского шлюз открыт.Принимая во внимание как геофизические, так и геохимические данные, они приходят к выводу, что, хотя Тасманийские ворота были достаточно широкими, чтобы выдержать глубокое течение, они были расположены слишком далеко на юге, чтобы контактировать с пассатами средних широт, которые являются движущей силой для сегодняшнее антарктическое циркумполярное течение, текущее в восточном направлении.
Вместо этого, когда ворота впервые открылись, вода сначала текла на запад, в противоположность нынешнему, в соответствии с преобладающими полярными ветрами, расположенными в более южных широтах.Только когда оба континента и врата между ними двинулись на север по своим тектоническим плитам в течение следующих нескольких миллионов лет, произошло выравнивание с пассатами.
Это изменило направление течения на восток, и родилось Антарктическое циркумполярное течение.«Это глобальный микс-мастер океанов — это цитата Уолли Брокера [из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета], и именно так его называют океанологи уже 50 лет», — говорит Шер. «Антарктическое циркумполярное течение сегодня является крупнейшим в мире течением, оно влияет на теплообмен и углеродный обмен, и мы действительно не знали, как долго оно действует, что я называю серьезным пробелом в нашем понимании истории Земли. классный результат ".