Cirkulacija termoalina je morski tok, ki je bistvenega pomena za življenje na Zemlji
Urejena in spremenjena podoba Frantzouja Fleurine je na voljo na Unsplash
Globalna cirkulacija termoalina (CTG), termosalinska ali termohalinska cirkulacija je koncept, ki se nanaša na gibanje oceanskih voda skozi vse poloble, odgovorne za ogrevanje in hlajenje nekaterih regij. Beseda "termoalina" izvira iz besede "termohalina", kjer se predpona "izraz" nanaša na temperaturo, pripona "halina" pa na sol.
Glavno gonilo tega oceanografskega pojava je razlika v gostoti med morskimi tokovi - ki je določena s količino soli in temperaturo vode. Z globalnim segrevanjem in taljenjem polarnih ledenih kapic se koncentracija soli zmanjša, kar lahko ustavi kroženje termoalina.
- Kaj je globalno segrevanje?
Nekateri znanstveniki so opozorili, da bi lahko bil ta scenarij katastrofalen za človeštvo, če bi znatno povečal količino vodikovega sulfida (H2S) v oceanu in ozračju. Ta plin je z veliko možnostjo poškodovanja ozonskega plašča odgovoren za množično izumrtje v preteklosti. Razumeti:
- Kaj je ozonska plast?
Kako deluje cirkulacija termoalina
V oceanu kot celoti je slana voda na površini - ker je bolj vroča kot voda z manj soli. Ti dve regiji se ne mešata, razen v nekaterih posebnih primerih, kot pri kroženju termoalina.
Planet Zemlja, za katerega so značilne geografske širine, prejme večjo količino sončne energije na ekvatorju, ki je najbližje soncu. Tako je na tem območju količina izhlapevanja morske vode večja, kar posledično povzroči večjo koncentracijo soli.
Drug pojav, ki povečuje koncentracijo soli v oceanu, je tvorba ledu. Tako je v regijah z največjim izhlapevanjem morske vode in na območjih, kjer nastaja led, večja koncentracija soli.
Del, ki vsebuje največjo koncentracijo soli, je gostejši od tistega, ki vsebuje najmanj soli. Tako, ko del oceana, ki vsebuje višjo slanost, pride v stik z delom z nižjo slanostjo, nastane tok. Območje z največjo gostoto (z največjo koncentracijo soli) pogoltne in potopi regija z najnižjo gostoto (z najnižjo koncentracijo soli). Ta potop ustvari zelo velik in počasen tok, ki se imenuje termoalinska cirkulacija.
V spodnjem videu preverite, kako se gibanje termoalinskega kroženja dogaja v animaciji, ki jo je naredila NASA:Ta animacija prikazuje eno glavnih regij, kjer se črpa morski tok, v severnem Atlantskem oceanu okoli Grenlandije, Islandije in Severnega morja. Površinski oceanski tok skozi zalivsko strugo prinaša novo vodo v to območje južnega Atlantika, voda pa se vrača v južni Atlantik skozi severnoatlantski globoki vodni tok. Neprekinjen dotok tople vode v polarni ocean severnega Atlantika ohranja regije okoli Islandije in južne Grenlandije praktično brez morskega ledu skozi vse leto.
Animacija prikazuje tudi drugo značilnost svetovnega kroženja oceanov: Antarktični cirkumpolarni tok. Območje okoli južne zemljepisne širine 60 je edini del Zemlje, kjer lahko ocean teče čez svet brez poti na kopnem. Posledično površinske in globoke vode tečejo od zahoda proti vzhodu okoli Antarktike. To cirkupolarno gibanje povezuje oceane planeta in omogoča povečanje kroženja globokih atlantskih voda v Indijskem in Tihem oceanu ter zapiranje površinske cirkulacije s tokom proti severu v Atlantiku.
Barva svetovnega oceana na začetku animacije predstavlja gostoto površinske vode, pri čemer so temna območja bolj gosta, svetla območja pa manj gosta. V animaciji se gibanje pospeši, da se izboljša razumevanje pojava. Toda v resnici je to gibanje zelo počasno in ga je težko izmeriti ali simulirati.
Podoba Kathleen Miller v veliki velikosti
Prenehanje kroženja termoalina je lahko katastrofalno
V zadnjih dveh desetletjih narašča zaskrbljenost znanstvene skupnosti glede prenehanja kroženja termoalalina. Z naraščanjem svetovnih temperatur so se grenlandske ledene kape in arktične regije začele topiti z zaskrbljujočo hitrostjo. Arktika, ki vsebuje približno 70% vse sladke vode na Zemlji, razredči koncentracijo soli v oceanu.
Zmanjšanje koncentracije soli prekine pretok toka, ki ga ustvarja gradient gostote. Po študiji, ki jo je objavila revija Nature, se je neto pretok kroženja termoalina od petdesetih let prejšnjega stoletja zmanjšal za 30%.
Ta pojemek kroženja termoalina lahko pojasni znižanje temperatur v nekaterih regijah. Čeprav se splošne svetovne temperature dvignejo, bo odsotnost vročih tokov v naravnih regijah povzročila nižje temperature.
A glede učinkov hladilnih tokov je še vedno veliko negotovosti. Če se temperature nekoliko spustijo, lahko preprosto preprečijo učinke globalnega segrevanja v regijah, kot je Evropa.
To ne pomeni, da bo preostali svet imel tako srečo. V temnejšem scenariju lahko drastično zmanjšanje kroženja termoalina povzroči znaten padec temperatur. Če se bo upočasnitev nadaljevala, lahko Evropa in druge regije, ki se zanašajo na termomineralno kroženje, da bi ohranile razmeroma toplo in blago podnebje, pričakujejo ledeno dobo.
Bolj zaskrbljujoč rezultat prenehanja kroženja termoalina je potencialni sprožilec anoksičnega dogodka - anoksične vode so območja morske, sladke ali podtalnice, ki so izčrpana iz raztopljenega kisika in so resnejše stanje hipoksije.
Anoksični dogodki so bili povezani z motnjami oceanskih tokov in dogodki globalnega segrevanja v prazgodovinskem obdobju Zemlje. Ko oceani bolj stagnirajo, postaja morsko življenje bolj aktivno. Oceanski organizmi, kot je plankton, ki nimajo dovolj gibanj, da bi se upreli tokovom, imajo možnost množenja v velikem številu.
Ko se oceanska biomasa povečuje, količina kisika v oceanu začne padati. Življenje v oceanih potrebuje kisik za preživetje, vendar je pri mnogih organizmih pridobivanje kisika težko. Regije z nizko vsebnostjo kisika se lahko spremenijo v mrtva območja, območja, kjer večji del morskega življenja ne more preživeti.
Med temi anoksičnimi dogodki v preteklosti Zemlje so iz oceanov izpustili velike količine vodikovega sulfida. Ta škodljivi plin je povezan z množičnim izumrtjem, saj sesalci in rastline z njegovo prisotnostjo v ozračju ne morejo preživeti.
Isti raziskovalci so tudi dokazali, da bi sproščanje tega plina poškodovalo ozonski plašč. To teorijo so podprli fosilni zapisi, ki so pokazali brazgotine, povezane z ultravijoličnim sevanjem (UV). Ogromne količine UV sevanja bi še olajšale izumrtje kopenskih organizmov. Človeško življenje, kakršno poznamo, v teh okoljskih razmerah bo nemogoče.
Še bolj zastrašujoče je dejstvo, da je imela Zemlja ob množičnem izumrtju in prenehanju termoalina rekordne globalne temperature in visoko raven ogljika v ozračju. Med permsko-triasnim izumrtjem so ravni ogljika v atmosferi dosegle 1000 ppm. Trenutne koncentracije so 411,97 ppm (delcev na milijon). Zemlja je še daleč od tega, da bi dosegla katastrofalne ravni ogljika, vendar to ni razlog, da bi to zadevo spustili.
Razumeti je treba, da ko se cirkulacija termoalina ustavi, je ni mogoče znova zagnati, če ne mine nekaj manj kot milijon let!
