לאוקיינוס יש השפעה רבה על מזג האוויר והאקלים. על פי ההערכות, נספגו בו יותר מ-90% מהחום ו-25% מעודפי הפחמן ששוחררו לאטמוספרה על ידי פעילות אנושית. ככל שמשבר האקלים הולך ומחריף, כך גובר הצורך להבין את מחזור הפחמן בין האטמוספרה והאוקיינוס, במיוחד מעל האוקיינוס הדרומי, שם מתרחשת כמחצית מספיגת הפחמן העולמית.
חוקרי מכון המחקר אקווריום מונטריי ביי (MBARI) מפרויקט תצפיות ומידול פחמן ואקלים באוקיינוס הדרומי (SOCCOM) שהושק לפני כעשור - בשיתוף המרכז הלאומי למחקר האטמוספרה (NCAR) וצוות חוקרים מאוניברסיטת קוויבק במונטריאול, מנהל האוקיינוסים והאטמוספרה הלאומי, מצפה הפחמן והאקלים של האוקיינוס הדרומי ואוניברסיטת אריזונה - השתמשו בנתונים שנאספו ממערך של מצופים רובוטיים וחיישנים כימיים באוקיינוס הדרומי, שנועד לספק מידע חיוני על האופן שבו סערות משפיעות על יכולת האוקיינוס לספוג פחמן דו-חמצני.
"האוקיינוס הדרומי ממלא תפקיד חשוב באקלים של כדור הארץ. אזור מרוחק זה סופג כמות גדולה של פחמן דו-חמצני מהאטמוספרה. ככל שמשבר האקלים מחמיר, עלינו להבין עד כמה פחמן האוקיינוס הדרומי סופג", אומרת ד"ר מגדלנה קרנזה ממכון המחקר אקווריום מונטריי ביי. היא ועמיתיה למחקר, שפורסם בכתב העת npj Climate and Atmospheric Science, גילו כי לסערות יש תפקיד מרכזי בהטיית הכף בכל הנוגע למחזור הפחמן בין האטמוספרה למי האוקיינוס הדרומי - מה שגורם לשחרור של הפחמן שנאגר.
האטמוספרה והאוקיינוס קשורים קשר הדוק, כשהפחמן הדו-חמצני שנספג באוקיינוס עובר מגוון של טרנספורמציות על ידי תגובות כימיות או ביולוגיות של החיים הימיים, ונע עם זרמים באוקיינוס. בתנאים מסוימים, פחמן דו-חמצני עלול להשתחרר בחזרה לאטמוספרה (Outgazing). הבנת האופן שבו תהליך זה קורה הינה קריטית לחיזוי ההשפעות של שינויי האקלים בעתיד.
האוקיינוס והמיקרואורגניזמים החיים בו הם בעלי בריתנו במלחמה בשינויי האקלים. במהלך העידן התעשייתי, האוקיינוס ספג יותר מ-25% מהפחמן הדו-חמצני הנפלט מפעולות אנושיות. מבחינה היסטורית, האוקיינוס הדרומי - שמשתרע סביב אנטארקטיקה - נחשב לשקע מרכזי עבור פחמן דו-חמצני.
3 צפייה בגלריה
הדמיה של השפעת סערות באוקיינוס הדרומי על שחרור פחמן דו-חמצני לאטמוספרה
(איור: Magdalena Carranza/2024 MBARI)
מודלי אקלים מצביעים על כך שהאוקיינוס הדרומי מהווה כ-40% מכלל הספיגה של פחמן דו-חמצני שנוצר על ידי בני האדם. התצפיות והמודלים הביו-גאוכימיים החדשניים שבוצעו במסגרת פרויקט SOCCOM יסייעו בהבנת תפקידו והשפעתו של האוקיינוס הדרומי על האקלים העולמי.
על ידי מדידת חומציות האוקיינוס, ניתן להעריך את תכולת הפחמן באוקיינוס ולהסיק על המחזור שמתרחש בין האוקיינוס לאטמוספרה. מהנתונים האחרונים עולה כי האוקיינוס הדרומי עלול לשחרר פחמן דו-חמצני לאטמוספרה, יותר ממה שחשבו בעבר. סערות חולפות לעיתים קרובות באוקיינוס הדרומי. בממוצע, כל מיקום נתון באזור זה יחווה סערה אחת בכל שבוע עם רוחות חזקות שנמשכות כמה ימים. הרוחות החזקות גורמות למים עמוקים וקרירים להתערבב עם שכבת המים העילית שהינה חמה יותר, מה שמוביל לשחרור של פחמן דו-חמצני לאטמוספרה מעומק האוקיינוס הדרומי.
זיהוי ומעקב אחר סערות נמצאים בשימוש נפוץ יותר במדעי האטמוספרה כדי לחקור כיצד סערות משפיעות על חום, לחות, דפוסי גשם ותנאים מטאורולוגיים אחרים, אך ניתוח מסוג זה עדיין לא יושם באופן נרחב עבור מחקר אוקיאנוגרפי. למעשה, מחקר זה היה הראשון שהשתמש בניתוח מסוג זה על מנת לבחון את המתרחש באוקיינוס הדרומי במהלך סערות.
במהלך סערה, האוקיינוס הדרומי משחרר חלק מהפחמן שהוא אוגר מכיוון שמים עשירים בפחמן עולים אל פני השטח ומתערבבים במערבולות הנגרמות על ידי רוחות חזקות.
"המחקר שערכנו מסייע בסגירת פערי ידע בהבנת מחזור הפחמן באוקיינוס הדרומי, תוך שימת דגש על תרומתן הרבה של סערות לפליטת פחמן דו-חמצני לאטמוספרה", מסבירה ד"ר קרנזה. "מכיוון שסערות נפוצות כל כך באוקיינוס הדרומי, הדבר עשוי לשנות את ההערכות הנוכחיות לגבי תרומתו של האזור כשקע פחמן, אך גם לתרום לתחזיות האקלים העתידיות. פריסת טכנולוגיה מתקדמת ושמירה על רשת הנתונים באוקיינוס הדרומי וברחבי העולם הינה חלק בלתי נפרד מהבנת האוקיינוס המשתנה והאקלים העתידי של כדור הארץ".
