Арктика теплеет значительно быстрее, чем другие регионы планеты. Если в среднем по планете температура воздуха увеличилась с начала индустриальной эпохи на 1 градус, то в Арктике это увеличение составило 2-3 градуса. Столь существенное потепление сказывается на таянии льдов, – с конца XX века их площадь уменьшается на 13% каждые десять лет. При этом происходит и перестройка крупномасштабного потока теплой воды из Северной Атлантики в Арктику – продолжение теплого течения Гольфстрим.
В августе и октябре прошлого года российские ученые из Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН, МФТИ, Морского гидрофизического института РАН, Российского государственного гидрометеорологического университета и Тихоокеанского океанологического института имени В.И. Ильичева ДВО РАН под эгидой Российского научного фонда провели детальное исследование циркуляции вод в желобе Святой Анны. Это своего рода «бутылочное горлышко», через которое большая часть теплых вод из Северной Атлантики попадает в Арктический бассейн.
– До нас желоб этот, конечно, исследовали, но не настолько подробно, как это сделали мы, – рассказывает один из участников экспедиций, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института океанологии Александр Осадчиев. – К тому же его центральная и северная области были почти круглый год покрыты льдом, и начали стабильно «открываться» только в последние 10-15 лет. Воспользовавшись этим, в прошлом году мы совершили в желоб два рейса подряд на научно-исследовательских судах «Академик Иоффе» и «Академик Мстислав Келдыш».
Сначала, в августе, ученые сделали общую съемку всего желоба, а потом, в октябре, сконцентрировали свое внимание на более интересной, северной его части.
Исследователей интересовали главные характеристики морской воды — температура и соленость, которые определялись при помощи специального оборудования – гидрологического зонда. Его опускали под воду и проводили измерения от поверхности до самого дна, на глубине до 700 метров.
Суммарно ученые погружали зонд для изучения гидрофизической структуры и циркуляции вод в желобе Святой Анны около 70 раз. Октябрьские измерения проводились в очень сложных условиях: при температуре на палубе -10 градусов Цельсия, ветре до 15 м/с и сильной качке. Из-за холода на палубе оборудование периодически замерзало и выходило из строя. Однако ученые применили смекалку: чтобы отогреть прибор, они сначала опускали зонд на глубину 200 метров до теплых фрамовских вод, где температура достигает +2 градусов, датчики оттаивали, а после зонд снова поднимали к поверхности моря и проводили измерения.
Зная температуру и соленость, можно установить, как течет вода в регионе, с какой скоростью и в каком направлении, – поясняет Осадчиев. – Использовали мы также и измеритель скорости течений, который был встроен в дно судна. Таким образом нами было открыто неизвестное ранее поверхностное течение протяженностью 600 км, которое начинается от Новой Земли и течет на север вдоль желоба Святой Анны. Его подпитывают более теплые воды центральной части Карского моря. Благодаря этому теплому течению лед в восточной части желоба тает раньше летом и образуется позже осенью, чем в окружающих акваториях Карского моря.
Также ученые обнаружили неизвестный ранее стационарный циклонический вихрь на промежуточных глубинах в северной части желоба, который удерживает значительную часть атлантических вод, поступающих в желоб, и ослабляет поток тепла далее в Восточную и Центральную Арктику. Этот вихрь непосредственно связан с потоком теплых североатлантических вод, продолжением Гольфстрима. Воды из Северной Атлантики в Арктику поступают двумя крупными «ветвями» – более теплой, фрамовской, к северу от Шпицбергена и Земли Франца-Иосифа и более холодной, баренцевоморской, через Баренцево море. В желобе Святой Анны обе ветви сливаются в одно течение и распространяются далее по всему Северному Ледовитому океану.
Ученые открыли новый фактор взаимодействия двух ветвей – продолжений Гольфстрима. Если раньше считалось, что фрамовское течение протекает через желоб, как через батарею, непрерывно подогревая баренцевоморские воды, новое исследование принесло целое открытие. А именно то, что большая часть фрамовских вод остается и рециркулирует в желобе Святой Анны, формируя вихрь на промежуточных глубинах. В итоге из Желоба Святой Анны в центральную часть Арктики поступают менее теплые воды, чем считалось ранее. Значит, у арктического потепления существует более сложный сценарий, который еще предстоит разгадать.