Thermoaline-cirkulation er en havstrøm, der er afgørende for livet på jorden
Redigeret og ændret størrelse på billede af Frantzou Fleurine er tilgængelig på Unsplash
Global termoalinecirkulation (CTG), termosalin eller termohalincirkulation er et begreb, der refererer til bevægelse af havvand gennem alle halvkugler, der er ansvarlig for opvarmning og afkøling af visse regioner. Ordet "termoalina" kommer fra ordet "termohalina", hvor præfikset "udtryk" henviser til temperatur, og suffikset "halina" henviser til salt.
Den vigtigste drivkraft for dette oceanografiske fænomen er forskellen i tæthed mellem havstrømmene - som bestemmes af mængden af salt og vandets temperatur. Med global opvarmning og smeltning af de polære iskapper falder saltkoncentrationen, hvilket kan ophøre med den termoaliske cirkulation.
- Hvad er global opvarmning?
Nogle forskere har advaret om, at dette scenarie kan være katastrofalt for menneskeheden ved betydeligt at øge mængden af hydrogensulfid (H2S) i havet og atmosfæren. Denne gas, med et stort potentiale for at beskadige ozonlaget, var ansvarlig for fortidens masseudryddelse. Forstå:
- Hvad er ozonlaget?
Hvordan termoaline cirkulation fungerer
I havet som helhed er saltvand på overfladen - fordi det er varmere end vand med mindre salt. Disse to regioner blandes ikke, undtagen i nogle specielle tilfælde, som i den termoaliske cirkulation.
Planet Jorden, der er kendetegnet ved breddeforskelle, modtager en større mængde solenergi ved ækvator, som er den region, der er tættest på solen. I dette område er mængden af fordampning af havvand således større, hvilket følgelig medfører en højere koncentration af salt.
Et andet fænomen, der øger koncentrationen af salt i havet, er dannelsen af is. Således er der i de regioner med størst fordampning af havvand og i de områder, hvor der er isdannelse, en højere koncentration af salt.
Den del, der indeholder den højeste koncentration af salt, er tættere end den del, der indeholder mindst salt. Når en del af havet, der indeholder højere saltholdighed, kommer i kontakt med en del med lavere saltholdighed, dannes der således en strøm. Regionen med den højeste tæthed (med den højeste koncentration af salt) sluges og nedsænkes af regionen med den laveste densitet (med den laveste koncentration af salt). Denne nedsænkning skaber en meget stor og langsom strøm, kaldet en termoalinecirkulation.
Tjek, hvordan bevægelsen af termoalin cirkulation forekommer i animationen foretaget af NASA i videoen nedenfor:Denne animation viser en af de vigtigste regioner, hvor den marine strøm pumpes i det nordlige Atlanterhav omkring Grønland, Island og Nordsøen. Overfladen havstrøm bringer nyt vand til denne region af det sydlige Atlanterhav gennem Golfstrømmen, og vandet vender tilbage til det sydlige Atlanterhav gennem den nordatlantiske dybvandsstrøm. Den kontinuerlige tilstrømning af varmt vand til det polære Atlanterhav holder regionerne omkring Island og det sydlige Grønland praktisk talt fri for havis hele året.
Animationen viser også et andet træk ved global havcirkulation: Antarktis Circumpolar Strøm. Regionen omkring den sydlige breddegrad 60 er den eneste del af jorden, hvor havet kan strømme over hele verden uden jord på vej. Som et resultat flyder overflade og dybt vand fra vest til øst omkring Antarktis. Denne cirkumpolære bevægelse forbinder planetens have og tillader cirkulationen af dybe atlanterhavsvande at stige i det indiske og Stillehavet og overfladecirkulationen til at lukke med strømmen mod nord i Atlanterhavet.
Farven på verdenshavet i begyndelsen af animationen repræsenterer tætheden af overfladevand, hvor de mørke regioner er mere tætte og de lyse regioner er mindre tætte. I animation accelereres bevægelsen for at forbedre forståelsen af fænomenet. Men i virkeligheden er denne bevægelse meget langsom, og det er svært at måle eller simulere den.
Ændret størrelse på billede af Kathleen Miller
Ophør af termoalinecirkulation kan være katastrofalt
I de sidste to årtier har der været en voksende bekymring fra det videnskabelige samfund om ophør af termo-alkalisk cirkulation. Da de globale temperaturer stiger, er Grønlands iskapper og arktiske regioner begyndt at smelte med en alarmerende hastighed. Arktis, der indeholder ca. 70% af alt ferskvand på jorden, fortynder saltkoncentrationen i havet.
Faldet i saltkoncentration afbryder strømmen af strømmen genereret af densitetsgradienten. Ifølge en undersøgelse offentliggjort af tidsskriftet Nature er nettostrømningen af den termoalinske cirkulation faldet med 30% siden 1950'erne.
Denne deceleration af termoalinecirkulationen kan forklare temperaturfaldet i visse regioner. Selvom de samlede globale temperaturer stiger, vil fraværet af varme strømme i naturligt forekommende regioner resultere i lavere temperaturer.
Men der er stadig meget usikkerhed omkring virkningerne af kølestrømme. Hvis temperaturen falder lidt, kan de simpelthen modvirke virkningerne af global opvarmning i regioner som Europa.
Dette betyder ikke, at resten af verden vil være så heldig. I et mørkere scenario kan en drastisk reduktion i termoalinecirkulationen medføre et betydeligt temperaturfald. Hvis afmatningen fortsætter, kan Europa og andre regioner, der er afhængige af termo-mineralcirkulation for at holde klimaet rimeligt varmt og mildt, forvente en istid.
Et mere bekymrende resultat af en ophør af termoalinecirkulationen er den potentielle udløsning af en anoxisk begivenhed - anoxiske farvande er områder med havvand, ferskvand eller grundvand, der er udtømt for opløst ilt og er en mere alvorlig tilstand af hypoxi.
Anoksiske begivenheder har været forbundet med forstyrrelser af havstrømme og begivenheder for global opvarmning i Jordens forhistoriske periode. Efterhånden som havene bliver mere stillestående, bliver havlivet mere aktivt. Oceaniske organismer såsom plankton, som ikke har tilstrækkelige bevægelser til at modvirke strømmen, har mulighed for at reproducere i stort antal.
Når havets biomasse øges, begynder mængden af ilt i havet at falde. Livet i havene har brug for ilt for at overleve, men med mange organismer er det vanskeligt at få ilt. Regioner med lavt iltindhold kan blive til døde zoner, områder hvor meget af det marine liv ikke kan overleve.
Under disse anoxiske begivenheder i Jordens fortid blev store mængder hydrogensulfid frigivet fra havene. Denne skadelige gas er forbundet med masseudryddelse, da pattedyr og planter ikke kan overleve med sin tilstedeværelse i atmosfæren.
De samme forskere demonstrerede også, at frigivelsen af denne gas ville have beskadiget ozonlaget. Denne teori blev understøttet af fossile optegnelser, der viste ar relateret til ultraviolet stråling (UV). Massive mængder af UV-stråling vil yderligere lette udryddelsen af terrestriske organismer. Som vi kender det, vil menneskelivet være umuligt under disse miljøforhold.
En kendsgerning, der er endnu mere skræmmende, er, at når masseudryddelse og ophør af termoalin fandt sted, havde Jorden verdensrekordstemperaturer og høje niveauer af kulstof i atmosfæren. Under Perm-Trias-udryddelsen nåede atmosfæriske kulstofniveauer 1000 ppm. De nuværende koncentrationer er 411.97 ppm (dele pr. Million). Jorden er stadig langt fra at nå katastrofale kulstofniveauer, men det er ingen grund til at lade sagen gå.
Der skal være en forståelse af, at når den termoalinske cirkulation stopper, kan den ikke genstartes uden lidt mindre end en million år tilbage!
