تصویر ماهواره ای ناسا از Maud Rise polynya. پلی‌نیاس‌ها می‌توانند در یخ دریا بر روی اقیانوس باز تشکیل شوند، زیرا آب گرم توسط جریان‌های اقیانوسی به سطح می‌آید. اعتبار: رصدخانه زمین ناسا
محققان قطعه گمشده پازل را در پشت یک دهانه نادر در یخ دریا در اطراف قطب جنوب که در زمستان‌های 2016 و 2017 رخ داد، پیدا کردند. این یک فرآیند کلیدی را نشان می‌دهد که دانشمندان را در مورد اینکه چگونه این دهانه که پلی‌نیا نامیده می‌شود، نمی‌دانست. شکل می گیرد و برای چند هفته باقی می ماند. نتایج در 1 می در مجله علمی منتشر شد پیشرفت علمی.
polynya که محققان را از آن دور کرده است “Maud Rise” نامیده می شود و گاهی اوقات در دریای Weddell در قطب جنوب در بالای کوه دریایی به همین نام تشکیل می شود. برای سال‌های متمادی، Maud Rise polynya فقط گاهی اوقات و برای مدت زمان محدودی تشکیل می‌شد، اما در سال‌های 2016 و 2017 این polynya به اندازه سوئیس رشد کرد.
اکنون می‌دانیم که پلی‌نیا در اثر تعامل پیچیده بین جغرافیای منحصربه‌فرد کف اقیانوس و بادهای شدید غیرمعمول ایجاد شده است که جریان‌های اقیانوسی غیرمعمولی قوی ایجاد می‌کند که گرما و آب نمک را به سطح می‌برد. فابین روک، استاد اقیانوس‌شناسی فیزیکی در گروه علوم دریایی در دانشگاه گوتنبرگ و یکی از محققین این کشف، می‌گوید: «اما این کار به یک فرآیند کلیدی بسیار خاص نیز نیاز دارد.»
کارآگاهی برای یافتن یک قطعه گم شده کار می کند
Polynyas مناطق مهمی هستند که به تعدیل افزایش دی اکسید کربن اتمسفر کمک می کنند و از افزایش فعالیت بیولوژیکی در مناطق پوشیده از یخ دریا حمایت می کنند. آنها معمولاً در مناطق ساحلی هنگامی که بادهای قوی ساحلی از قاره می وزند و یخ ها را از بین می برند، تشکیل می شوند و آب دریا را در زیر نشان می دهند. اما گاهی اوقات – مانند ارتفاع ماد – می توانند در یخ دریا بر روی اقیانوس باز تشکیل شوند زیرا آب گرم توسط جریان های اقیانوسی به سطح منتقل می شود.
اکنون محققان می‌دانند که چرا پلی‌نیای Maud Rise در قطب جنوب در سال‌های 2016 و 2017 رشد کرد و بعد از اینکه به سختی قابل مشاهده بود، به بزرگی سوئیس تبدیل شد. این تصویر تصویر داده ای از Maud Rise polynya و غلظت یخ دریای اطراف آن را نشان می دهد. اعتبار: Birte Gülk
“این بالا آمدن آب گرمتر توضیح می دهد که چگونه یخ دریا می تواند ذوب شود. اما با ذوب شدن یخ های دریا منجر به طراوت آب های سطحی می شود که به نوبه خود این بالا آمدن را متوقف می کند. بنابراین فرآیند دیگری باید در جریان باشد تا polynya ادامه یابد. آدیتیا نارایانان، محقق مرکز ملی اقیانوس شناسی (بریتانیا) و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: باید سهم بیشتری از نمک از جایی وجود داشته باشد.
یک فرآیند خاص نمک را به منطقه آورد
محققان کار کارآگاهی خود را آغاز کردند تا دریابند که آب شور اضافی از کجا آمده است. آنها از نقشه های یخ دریا سنجش از راه دور، مشاهدات از کشتی های خودمختار و پستانداران دریایی برچسب گذاری شده، همراه با یک مدل محاسباتی از وضعیت اقیانوس استفاده کردند.
آنها دریافتند که با جریان غیرمعمول جریان دریای ودل در اطراف ارتفاع ماد، گرداب های متلاطم نمک را بر فراز تپه دریا حرکت می دهند. از آنجا، فرآیندی به نام «انتقال اکمن» به حرکت نمک به سمت شیب شمالی مود رایز، جایی که پلی‌نیا برای اولین بار تشکیل شد، کمک کرد. «انتقال اکمن» که به افتخار اقیانوس‌شناس سوئدی واگن والفرید اکمن، که پیشگام مطالعه چگونگی ایجاد جریان‌های اقیانوسی توسط بادها بود، نام‌گذاری شده است، فرآیند بسیار خاصی است که شامل حرکت آب با زاویه 90 درجه نسبت به جهت باد است که در بالا می‌وزد. تاثیر بر جریان های اقیانوسی
فابین روک می‌گوید: «انتقال اکمن قطعه اصلی گمشده پازل بود که برای افزایش تعادل نمک و حفظ اختلاط نمک و گرما به آب‌های سطحی مورد نیاز بود.
Polynyas برای آب و هوا مهم هستند
اثرات polynyas می تواند سال ها پس از تشکیل آنها در اقیانوس ها باقی بماند. آنها می توانند نحوه حرکت آب و نحوه انتقال گرما را توسط جریان ها به قاره تغییر دهند. آب های متراکمی که در اینجا شکل می گیرند می توانند در اقیانوس های جهان پخش شوند.
پروفسور سارا دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو گفت: «برخی از فرآیندهای مشابهی که در تشکیل پلی‌نیای بالا‌آمده ماد دخیل بودند، مانند بالا آمدن آب‌های عمیق و شور، منجر به کاهش کلی یخ دریا در اقیانوس جنوبی می‌شود.» Guille، یکی از نویسندگان این مطالعه.
آدیتیا نارایانان می گوید: «این اولین بار از سال 1970 بود که ما چنین پلی‌نیای بزرگ و طولانی مدت در دریای ودل داشتیم.
برای اطلاعات بیشتر در مورد این تحقیق ر.ک دانشمندان سرانجام یک سوراخ بزرگ در یخ قطب جنوب را توضیح دادند.
مرجع: “انتقال نمک مبتنی بر اکمن به عنوان مکانیزم کلیدی برای تشکیل پلی‌نیای باز اقیانوس در بالا آمدن ماد” توسط آدیتیا نارایانان، فابین روک، سارا تی. ژیل، بیرته گولک، متیو آر. مازلوف، الساندرو سیلوانو، و آلبرتو اس. ناویرا گاراباتو، 1 مه 2024، پیشرفت علمی.
DOI: 10.1126/sciadv.adj0777