Напротив, температуры в тропиках и северном полушарии были менее тесно связаны с атмосферными концентрациями CO2.«Эта взаимосвязь между температурой Антарктиды и CO2 предполагает, что Южный океан каким-то образом играет ключевую роль в контроле естественной концентрации CO2 в атмосфере», — сказал д-р Максим Никурашин из Центра передового опыта в области климатических систем ARC.«Ключом к разгадке тайны была более холодная атмосфера и обширный морской лед вокруг Антарктиды в ледниковый период.
Вместе они коренным образом изменили циркуляцию океана сверху вниз и позволили извлечь из атмосферы больше CO2».Исследователи обнаружили, что во время ледниковых периодов, когда атмосфера была более холодной, а морской лед был гораздо более обширным, глубоководные океанические воды выходили на поверхность гораздо дальше к северу от Антарктического континента, чем сегодня.Это означало, что питательные вещества, доставленные со дна океана, проводили больше времени на поверхности океана, поскольку течения перемещали их на юг, прежде чем поток столкнулся с Антарктидой и вернулся на дно океана.
Поскольку поднявшиеся вверх воды текли по поверхности в течение более длительного периода времени, питательные вещества проводили больше времени у поверхности океана, где фитопланктон мог дольше питаться ими.Биологические процессы, возникающие в результате цветения фитопланктона, напрямую уносят углерод из атмосферы.
Затем часть этого углерода опускается на дно океана, когда фитопланктон умирает, запирая его в глубоком море на тысячи лет.«Биологические процессы, которые поглощают углерод из атмосферы, происходят даже внутри и подо льдом — если этот лед не слишком толстый — вот почему биологические процессы сохраняются намного дольше в более прохладные периоды», — говорят авторы.«Наши результаты показывают, что это изменение циркуляции и связанная с этим расширенная биологическая активность сами по себе вывели из атмосферы 30-60 частей на миллион CO2.
Это примерно половина ледниково-межледниковых изменений».Однако при повышении температуры над антарктическими регионами глубокие воды поднимаются со дна океана гораздо ближе к континенту.
Это означает, что питательные вещества находятся у поверхности в течение более короткого времени, прежде чем вернуться на дно океана.Чем меньше времени на поверхности, тем меньше времени для протекания биологических процессов и меньше углерода удаляется из атмосферы. Это то, что мы видим сегодня.«Это открытие является крупным достижением в понимании естественного углеродного цикла, полученным благодаря применению нового понимания того, как работает« опрокидывающая циркуляция »Южного океана», — сказал ведущий автор доктор Эндрю Дж.
Уотсон из Университета Эксетера.