Действуя как гигантские конвейерные ленты, океанские течения переносят воду, нагретую мощными солнечными лучами, через экватор к полюсам. По мере того, как вода охлаждается и выделяет тепло в атмосферу, районы на севере и юге извлекают выгоду из теплого воздуха.
В свою очередь, токи регулируют температуру вдоль экватора, предлагая путь выхода части тепла.Скорость океанских течений сильно варьируется, но ученые все больше обеспокоены тем, что изменение климата, вызванное деятельностью человека, изменяет их естественный поток. Если повышение температуры моря и повышение уровня пресной воды из-за таяния ледяных шапок замедлит течения, это может нанести ущерб глобальным погодным системам и помешать той жизненно важной роли, которую они играют в противодействии неравномерному распределению солнечной радиации, достигающей поверхности Земли.
Чтобы полностью понять, что происходит с течениями сегодня и является ли это необычным, исследователям необходимо составить картину того, как они вели себя с течением времени.Современные измерители тока, сделанные из стали и пластика, широко используются для отслеживания токов глубоко под поверхностью только с 1960-х годов, поэтому, чтобы понять, как токи естественным образом колеблются в течение длительных периодов времени, ученые полагаются на косвенные данные, такие как изменения во времени в естественная радиоактивность частиц.Теперь новое исследование под руководством профессора Ника Маккейва, научного сотрудника колледжа Святого Иоанна и почетного профессора кафедры наук о Земле Кембриджского университета, нашло способ использовать размер частиц грязи, осевших на дне океана, для измерения изменений в атмосфере. скорость, с которой текут океанические течения, предлагает ученым еще один способ определить закономерности древних скоростей течений.
Токи собирают и уносят частицы грязи, при замедлении выбрасывая более крупные зерна.
Со временем рекорд размера частиц, осевших на дне океана, накапливается в слоях отложений.Для исследования Маккейв посетил различные глубоководные месторождения грязи у восточного побережья Соединенных Штатов, Исландии и Португалии, где работают современные измерители тока. С исследовательских кораблей исследователи отправили инструменты на глубину до четырех километров под водой и извлекли «керны» или образцы отложений со дна океана.
Средняя скорость осаждения в Мировом океане составляет около двух-трех сантиметров в тысячу лет, но в холмах грязи, которые исследовал МакКейв, оседает до 50 сантиметров за тысячу лет, что дает исследователям поперечный разрез слоев отложений с гораздо более четкая картина того, как слои частиц грязи соотносятся с периодами времени.Маккейв получил записи с токоизмерительных приборов и исследовал их на предмет средней скорости потока. Затем из кернов он взял верхние два сантиметра осадка и поискал крошечные частицы размером более 10 микрон, где один микрон равен одной миллионной метра.
Сравнивая размер частиц бурового раствора с данными измерителей течения, МакКейв смог откалибровать, как размер частиц бурового раствора соотносится с текущей скоростью.Маккейв сказал: «Хотя калибровка не была достаточно точной, чтобы сказать, какой была точная текущая скорость в течение определенного года истории, она может дать точное измерение того, насколько изменилась текущая скорость между двумя точками времени — например, между ледниковый период и теплый период, подобный нынешнему. Это около 20 000 лет.
Но можно также отследить изменчивость течения Атлантического океана с начала 1800-х годов и показать, что она тесно связана с изменениями температуры.«Использование грязи в качестве измерителя течения дает нам еще один способ взглянуть на долгосрочные тенденции и может привести к усовершенствованному компьютерному моделированию, которое лучше учитывает глубинные океанические потоки. Мы знаем, что скорости океанических течений могут сильно различаться, но у нас есть данные, которые показывают дальнейшие закономерности. назад во времени, чем последние 50 лет могли сказать нам, какой уровень колебаний должен вызвать тревогу ».