Termoalisk cirkulation är en havsström som är nödvändig för livet på jorden
Redigerad och storleksändrad bild av Frantzou Fleurine, finns på Unsplash
Global termoalincirkulation (CTG), termosalin- eller termohalincirkulation, är ett begrepp som hänvisar till rörelse av havsvatten genom alla halvklot, som ansvarar för uppvärmning och kylning av vissa regioner. Ordet "termoaline" kommer från ordet "termohalina", där prefixet "term" avser temperatur, och suffixet "halina" avser salt.
Den viktigaste drivkraften för detta oceanografiska fenomen är skillnaden i densitet mellan havsströmmar - som bestäms av mängden salt och vattentemperaturen. Med den globala uppvärmningen och smältningen av de iskapparna minskar saltkoncentrationen, vilket kan upphöra med termoalincirkulationen.
- Vad är global uppvärmning?
Vissa forskare har varnat för att detta scenario kan vara katastrofalt för mänskligheten genom att avsevärt öka mängden vätesulfid (H2S) i havet och i atmosfären. Denna gas, med stor potential att skada ozonskiktet, var ansvarig för massutrotningarna från det förflutna. Förstå:
- Vad är ozonskiktet?
Hur termoalin cirkulation fungerar
I havet som helhet finns saltvatten på ytan - eftersom det är varmare än vatten med mindre salt. Dessa två regioner blandas inte, förutom i vissa speciella fall, som i termoalincirkulationen.
Planetjorden, som kännetecknas av breddskillnader, får en större mängd solenergi vid ekvatorn, vilket är den region som ligger närmast solen. I detta område är således mängden avdunstning av havsvatten större, vilket följaktligen orsakar en högre koncentration av salt.
Ett annat fenomen som ökar saltkoncentrationen i havet är bildandet av is. Således finns det en högre koncentration av salt både i regioner med störst avdunstning av havsvatten och i områden där det finns isbildning.
Den del som innehåller den högsta koncentrationen av salt är tätare än den del som innehåller minst salt. Således, när en del av havet som innehåller högre salthalt kommer i kontakt med en del med lägre salthalt bildas en ström. Regionen med den högsta densiteten (med den högsta koncentrationen av salt) sväljs och nedsänks av regionen med den lägsta densiteten (med den lägsta saltkoncentrationen). Denna nedsänkning skapar en mycket stor och långsam ström, kallad termoalincirkulation.
Kolla in hur rörelsen av termoalisk cirkulation sker i animationen från NASA i videon nedan:Denna animation visar en av huvudregionerna där marin ström pumpas i Nordatlanten runt Grönland, Island och Nordsjön. Havsströmmen ger nytt vatten till denna region av södra Atlanten genom golfströmmen och vattnet återvänder till södra Atlanten genom Nordatlantens djupvattenström. Den kontinuerliga tillströmningen av varmvatten till polarhavet i Nordatlanten håller regionerna runt Island och södra Grönland praktiskt taget fria från havsis under hela året.
Animationen visar också ett annat inslag i global havscirkulation: Antarktis Circumpolar Current. Regionen runt sydlig latitud 60 är den enda delen av jorden där havet kan flyta över hela världen utan land på vägen. Som ett resultat flyter yta och djupt vatten från väst till öst runt Antarktis. Denna cirkumpolära rörelse förbinder planetens hav och gör att cirkulationen av djupa atlantiska vatten kan öka i de indiska och Stillahavsområdena och ytcirkulationen stängs med flödet norrut i Atlanten.
Färgen på världshavet i början av animationen representerar ytvattnets densitet, med de mörka regionerna som är tätare och de ljusa områdena är mindre täta. I animering accelereras rörelsen för att förbättra förståelsen för fenomenet. Men i verkligheten är denna rörelse väldigt långsam och det är svårt att mäta eller simulera den.
Ändrad bild av Kathleen Miller
Upphörandet av termoalincirkulationen kan vara katastrofalt
Under de senaste två decennierna har det varit en växande oro från det vetenskapliga samfundet om upphörande av termo-alkalisk cirkulation. När de globala temperaturerna stiger har Grönlands iskappar och arktiska regioner börjat smälta i en alarmerande takt. Arktis, som innehåller cirka 70% av allt färskvatten på jorden, späd ut saltkoncentrationen i havet.
Minskningen i saltkoncentrationen avbryter flödet av strömmen som genereras av densitetsgradienten. Enligt en studie publicerad av tidskriften Nature har termoalincirkulationens nettoflöde minskat med 30% sedan 1950-talet.
Denna avmattning i termoalincirkulationen kan förklara temperaturminskningen i vissa regioner. Även om den totala globala temperaturen stiger, kommer frånvaron av heta strömmar i naturligt förekommande regioner att leda till lägre temperaturer.
Men det finns fortfarande mycket osäkerhet om effekterna av kylströmmar. Om temperaturen sjunker lite kan de helt enkelt motverka effekterna av den globala uppvärmningen i regioner som Europa.
Detta betyder inte att resten av världen kommer att ha så tur. I ett mörkare scenario kan en drastisk minskning av termoalincirkulationen orsaka en avsevärd temperaturfall. Om avmattningen fortsätter kan Europa och andra regioner som är beroende av termo-mineralcirkulation för att hålla klimatet rimligt varmt och milt, förvänta sig en istid.
Ett mer oroande resultat av att termoalincirkulationen upphör är den potentiella utlösaren för en anoxisk händelse - anoxiskt vatten är områden med havsvatten, sötvatten eller grundvatten som tömmas av upplöst syre och är ett allvarligare tillstånd av hypoxi.
Anoxiska händelser har associerats med störningar av havsströmmar och globala uppvärmningshändelser under jordens förhistoriska period. När haven blir stillastående blir det marina livet mer aktivt. Oceaniska organismer som plankton, som inte har tillräckligt med rörelser för att motverka strömmarna, har möjlighet att reproducera i stort antal.
När havets biomassa ökar börjar mängden syre i havet falla. Livet i haven behöver syre för att överleva, men med många organismer är det svårt att få syre. Regioner med låg syrehalt kan förvandlas till döda zoner, områden där mycket av det marina livet inte kan överleva.
Under dessa anoxiska händelser i jordens förflutna släpptes stora mängder vätesulfid från haven. Denna skadliga gas är förknippad med massutrotning, eftersom däggdjur och växter inte kan överleva med sin närvaro i atmosfären.
Samma forskare visade också att frisättningen av denna gas skulle ha skadat ozonskiktet. Denna teori stöddes av fossila register som visade ärr relaterade till ultraviolett strålning (UV). Massiva mängder UV-strålning skulle ytterligare underlätta utrotningen av marklevande organismer. Människolivet, som vi vet det, under dessa miljöförhållanden kommer att vara omöjligt.
Ett faktum som är ännu skrämmande är att jorden, närhelst massutrotning och upphörande av termoalin inträffade, hade rekord globala temperaturer och höga kolnivåer i atmosfären. Under Perm-Trias-utrotningen nådde atmosfäriska kolnivåer 1000 ppm. Nuvarande koncentrationer är 411.97 ppm (delar per miljon). Jorden är fortfarande långt ifrån att nå katastrofala kolnivåer, men det är ingen anledning att låta den saken gå.
Det måste finnas en förståelse för att när termoalincirkulationen slutar kan den inte startas om utan att det går lite mindre än en miljon år!
