محيطات الأرض هي نظام معقد من طرق النقل السريعة المترابطة للحرارة والمغذيات ونقل ثاني أكسيد الكربون بين الغلاف الجوي والبحر.
إن دوران الانقلاب الزولي هو العملية التي تنتقل بها هذه المكونات الرئيسية من المناطق المدارية القطبية إلى المناطق شبه الاستوائية.
وجدت الأبحاث أن الزيادة في نمط الدوران هذا يمكن أن تكون مفيدة لأنها تؤدي إلى تخزين المحيط لمزيد من الحرارة وبالتالي خفض درجة الحرارة العالمية.
يركز بحث جديد نُشر في Nature Geoscience على تيار معين ، وهو التيار الحدودي الغربي في المحيط الهادئ ، والذي يعد مكونًا رئيسيًا للتيار الاستوائي الخفي. يُطلق عليه أيضًا تيار كرومويل Cromwell Current ، ويتدفق هذا التيار تحت السطحي على عمق 200 متر شرقًا بمعدل 1.5 متر / ثانية عبر طول خط الاستواء في المحيط الهادئ.
تباطؤ ظاهرة الاحتباس الحراري خلال الأربعينيات والسبعينيات
قام علماء من جامعة تايوان الوطنية ومعاونوهم بتقييم التغييرات في هذا التيار خلال القرن الماضي باستخدام سجلات مرجانية لجنس بوريتس تم الحصول عليها من كائنات حية في بحر سليمان، يحافظ هذا المرجان الخاص على نظيري نيتروجين متميزين ( 15 نيوتن و 14 نيوتن) ومن المعروف أن نسبة هذه النظائر تنخفض مع زيادة درجة الحرارة.
بالإضافة إلى ذلك، وجد الباحثون أن تيار الحدود الغربية قد تعزز خلال هذا الوقت ، مما أدى إلى تعزيز لاحق للتيار الاستوائي السفلي، يقترحون أن تباطؤ ظاهرة الاحتباس الحراري خلال الأربعينيات والسبعينيات من القرن الماضي قد يُعزى إلى تبريد المياه السطحية في شرق المحيط الهادئ الاستوائي.
يحدث دوران الانقلاب الذي يحدث في الجزء العلوي من المحيط في الخلايا شبه الاستوائية المدارية ، والتي تحركها الرياح السطحية في الغالب، هنا ، تتدفق المياه شبه الاستوائية في شرق المحيط الهادئ وتنتقل غربًا ، وكذلك باتجاه خط الاستواء ، في طبقة بيكنوكلين ، التي تفصل المياه السطحية عن المياه العميقة . عند دخول التيار الخفي الاستوائي، يرتفع الماء إلى السطح عند خط الاستواء ويعود إلى المناطق شبه الاستوائية بواسطة الرياح السطحية في طبقة إيكمان، بحر سليمان ، حيث تم إجراء هذا البحث ، هو الحد الغربي بين خط الاستواء والمناطق شبه الاستوائية.
خلال أحداث النينيو الموسمية ، تقل هذه الرياح الاستوائية الشرقية ، مما يتسبب في انخفاض قوة الخلايا شبه الاستوائية الاستوائية. ومع ذلك ، فإن المياه المتدفقة تعوض بشكل مفرط عن طريق جلب المزيد من المياه من المناطق شبه الاستوائية إلى خط الاستواء في بحر سليمان.
تختلف نظائر النيتروجين التي تم تناولها في هذه الدراسة في طبقات مختلفة من المحيط في المناطق المدارية وشبه الاستوائية ، والتي يتم الحصول عليها من النترات في طبقة الخط الحراري العليا (حتى عمق 400 متر من الماء) والنيتروجين المعلق من المواد العضوية في الطبقة السطحية (بحد أقصى 200 متر) عمق الماء).
تحدث نسب عالية من 15 نيوتن / 14 نيوتن بالقرب من خط الاستواء حيث يتزايد تدفق المياه الباردة الغنية بالمغذيات إلى المنطقة. إلى جانب ذلك ، فإن مثل هذه المناطق ذات تجربة الانحدار تواجه مشكلات مع الإنتاجية البيولوجية باستخدام جميع العناصر الغذائية المتاحة ، ومن ثم تتركز النترات والفوسفات في المياه السطحية.
يتم نقل هذه العناصر الغذائية غربًا وتستخدمها العوالق النباتية المعلقة في الماء لتزدهر، تمتص بشكل تفضيلي نظير 14 نيوتن الأفتح ، مما يعني أن الأثقل 15 نيوتن تُترك في المحيط لتركز أكثر ، وبالتالي تخلق نمطًا مميزًا لزيادة 15 نيوتن في المياه السطحية التي تتحرك من الشرق إلى الغرب. ومع ذلك ، خلال حدث النينيو ، تنخفض نسب 15 N / 14 N نظرًا لوجود تيار أقل.
حدد الدكتور Wen-Hui Chen ومعاونيهم الشعاب المرجانية التي تستخدم النيتروجين لبناء بنيتها ، والتي تم الحصول عليها من العوالق الحيوانية والجسيمات التي تتغذى عليها في المحيط. خفضت هذه الشعاب المرجانية المحفوظة 15 N / 14 N خلال شتاء نصف الكرة الجنوبي ، عندما يتم نقل المياه المالحة الباردة بشكل تفضيلي إلى بحر سليمان.
يبدو أن درجة حرارة سطح البحر هي عامل رئيسي يؤثر على نسب 15 نيوتن / 14 نيوتن ، لا سيما فيما يتعلق بنمط المناخ المعروف باسم التذبذب العقدي للمحيط الهادئ ، والذي يحدث كل 20 إلى 30 عامًا.
يمر هذا بمرحلة موجبة دافئة مع رياح شرقية أضعف ، بالتناوب مع مراحل سلبية باردة حيث تكون هذه الرياح التجارية الشرقية أقوى.
وجد الباحثون أن نسبهم 15 نيوتن / 14 نيوتن من الشعاب المرجانية تتبعت هذه التغييرات على نطاقات زمنية عشرية (بتأخر تسعة أشهر) ، مع وجود قيم أقل تحدث في الشعاب المرجانية في بحر سليمان خلال المراحل الإيجابية.
يتوافق هذا مع الاتجاه الملحوظ على المدى الطويل المتمثل في انخفاض نسب 15 N / 14 N التي تتوافق مع التغيرات في درجات الحرارة بسبب الاحترار العالمي. يشرح العلماء أن هذا ناتج عن تيارات الحدود الغربية المكثفة في بحر سليمان.
ومع ذلك ، فهم يؤكدون أن هذه التيارات قد تساعد في الواقع على تعويض ضحلة طبقة الخط الحراري ، الناتجة عن الاحتباس الحراري ، من خلال توفير المزيد من المياه الدافئة وتمكين النظم الاستوائية شبه الاستوائية ، وكذلك أحداث النينيو ، من الاستمرار.
