Badanie sekwestracji węgla w Oceanie Południowym
Ocean Południowy, który otacza Antarktydę, pochłania więcej dwutlenku węgla niż jakikolwiek inny zbiornik wodny na świecie. Dlatego też, pomimo stosunkowo niewielkich rozmiarów, ma on kluczowe znaczenie dla łagodzenia zmiany klimatu. „Zimniejsze wody są w stanie rozpuścić więcej dwutlenku węgla niż wody cieplejsze”, wyjaśnia Bieito Fernández Castro, wykładowca oceanografii fizycznej na Uniwersytecie w Southampton i koordynator projektu SO-CUP. Wody subantarktyczne (ang. Subantarctic Mode Waters, SAMW) i antarktyczne wody przejściowe (ang. Antarctic Intermediate Waters, AAIW) to dwa kluczowe prądy tworzące się w Oceanie Południowym zimą. Odpowiadają one za niemal całą sekwestrację węgla w południowych szerokościach geograficznych i przyczyniają się do spowolnienia zmiany klimatu. Finansowany przez UE projekt SO-CUP, realizowany przy wsparciu działań „Maria Skłodowska-Curie”, miał na celu lepsze zrozumienie ich powstawania oraz zbadanie wskaźników sekwestracji węgla – co pomoże naukowcom przewidzieć, jak będzie się zmieniał globalny klimat w nadchodzących dekadach. „Niedostateczna ilość danych dotyczących tego odległego, surowego regionu w okresie zimowym stanowi główne wąskie gardło utrudniające zrozumienie obecnego stanu i przyszłej ewolucji pochłaniacza węgla, jakim jest Ocean Południowy”, mówi Fernández Castro.
Wykorzystanie nowych danych oceanograficznych
Od 2014 roku w ramach programu Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling project (SOCCOM) na Oceanie Południowym rozmieszczono setki autonomicznych pływających sond profilujących wyposażonych w nowatorskie czujniki biogeochemiczne. Zespół SO-CUP wykorzystał to niemające sobie równych źródło danych o obiegu węgla w Oceanie Południowym do zbadania dynamicznych procesów będących podstawą SAMW i AAIW. Naukowcy połączyli analizy danych z sond z wynikami trójwymiarowego modelowania oceanu, w którym również wykorzystano dane z pływaków w celu ulepszenia symulacji. „Dane z sond są niezwykle nowatorskie i pozwalają nam na bezpośrednią całoroczną obserwację obiegu węgla w odległym Oceanie Południowym”, twierdzi Fernández Castro.
Podważenie dotychczasowych teorii naukowych
Projekt przyniósł dwa kluczowe wyniki, które podważają tradycyjne koncepcje dotyczące Oceanu Południowego jako pochłaniacza węgla. Pierwszym z nich było odkrycie subtropikalnych źródeł wody kluczowych dla powstawania i stężenia węgla w SAMW, co podważa dotychczasowe teorie, zgodnie z którymi powstaje on w wyniku ocieplenia płynących na północ wód antarktycznych. „Nasze wyniki wskazują, że wody subtropikalne mogą stanowić nawet 75 % objętości SAMW”, mówi Fernández Castro. Po drugie, o ile stężenie węgla w masach wodnych Oceanu Południowego zależy przede wszystkim od ich temperatury, o tyle transport innych wód wokół Antarktydy do SAMW i AAIW odbywa się głównie za sprawą alg morskich pobierających dwutlenek węgla. „To oznacza, że procesy biologiczne grają tu pierwszoplanową rolę”, wskazuje Fernández Castro. „Te ustalenia zmienią sposób, w jaki naukowcy myślą o pochłaniaczu węgla, jakim jest Ocean Południowy, i w dalszej perspektywie pozwolą poprawić jego reprezentację w modelach klimatycznych”.
Głębsza analiza Oceanu Południowego
W trakcie realizacji projektu SO-CUP pojawiło się wiele ważnych pytań, którymi zespół chce zająć się w przyszłości. Chodzi na przykład o zbadanie, jak zmiany w SAMW obserwowane w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat są odzwierciedlane przez względne zmiany ich źródeł, jakie procesy napędzają te zmiany i jak wpływają one na oceaniczny pochłaniacz węgla. „Chciałbym także dokładniej przyjrzeć się roli AAIW”, dodaje Fernández Castro. „Choć są one często powiązane z SAMW, moja analiza wyraźnie wskazuje, że te masy wody diametralnie różnią się pod względem właściwości oraz sposobu, w jaki docierają do głębi oceanu”.
Słowa kluczowe
SO-CUP, południowy, ocean, węgiel, pochłaniacz, sekwestracja, klimat, zmiana