มหาสมุทรอาร์คติกกลายเป็นเค็มได้อย่างไร

สะพานทางบกต้องจมลึกลงไปใต้ทะเลสาบที่ติดอันดับโลกมากพอที่จะปล่อยให้น้ำเค็มในมหาสมุทรแอตแลนติกท่วมท้น

เมื่อหลายสิบล้านปีก่อน มหาสมุทรอาร์คติกเป็นทะเลสาบน้ำจืดขนาดใหญ่ สะพานทางบกแยกมันออกจากมหาสมุทรแอตแลนติกที่เค็ม จากนั้นเมื่อประมาณ 35 ล้านปีก่อน สะพานนั้นก็เริ่มจม ในที่สุดก็ลดลงจนน้ำทะเลเค็มของมหาสมุทรแอตแลนติกสามารถซึมลงสู่ทะเลสาบได้ แต่ก็ยังไม่ชัดเจนนักว่าทะเลสาบที่อยู่เหนือโลกนั้นกลายเป็นมหาสมุทรได้อย่างไรและเมื่อไหร่ จนถึงตอนนี้.

การวิเคราะห์ใหม่อธิบายถึงสภาวะที่ยอมให้น้ำในมหาสมุทรแอตแลนติกท่วมทะเลสาบอาร์กติก ทำให้เกิดมหาสมุทรเหนือสุดของโลก กระแสน้ำเย็นที่ไหลลงใต้ได้แลกเปลี่ยนกับน้ำอุ่นที่ไหลไปทางเหนือจากมหาสมุทรแอตแลนติก ทุกวันนี้ นั่นคือสิ่งที่ขับเคลื่อนกระแสการขับเคลื่อนสภาพภูมิอากาศของมหาสมุทรแอตแลนติก

สิ่งต่าง ๆ เมื่อ 60 ล้านปีก่อนแตกต่างกันมาก ย้อนกลับไปในสมัยนั้น ผืนดินที่ทอดยาวระหว่างกรีนแลนด์และสกอตแลนด์ แนวสันกรีนแลนด์-สก็อตแลนด์แห่งนี้ก่อตัวเป็นแนวกั้นที่กั้นน้ำเค็มของมหาสมุทรแอตแลนติกให้พ้นจากน้ำจืดในแถบอาร์กติก Gregor Knorr อธิบาย คนอร์เป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศที่สถาบัน Alfred Wegener ในเมืองเบรเมอร์ฮาเฟิน ประเทศเยอรมนี เขาทำงานเกี่ยวกับการศึกษาใหม่ซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 5 มิถุนายนใน Nature Communications

เมื่อถึงจุดหนึ่ง สันเขาจมลงไปมากพอที่จะให้แหล่งน้ำทั้งสองผสมกัน เพื่อค้นหาว่าเมื่อใด Knorr และเพื่อนร่วมงาน Alfred Wegener ของเขาจึงใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ เช่นเดียวกับไทม์แมชชีน โปรแกรมคอมพิวเตอร์เหล่านี้สร้างหรือทำนายสถานการณ์ที่ซับซ้อนตามเงื่อนไขต่างๆ โมเดลสามารถบีบอัดการเปลี่ยนแปลงที่ใช้เวลาหลายล้านปีให้เหลือเพียงไม่กี่สัปดาห์ นักวิทยาศาสตร์ของโลกจึงเปรียบเทียบพวกมันเหมือนภาพกล้องเหลื่อมเวลา

เพื่อให้โมเดลมีความแม่นยำมากที่สุด ทีมของ Knorr ได้เสียบปัจจัยหลายประการ สิ่งเหล่านี้รวมถึงช่วงของระดับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ตามแบบฉบับของสิ่งที่จะเกิดขึ้นในบรรยากาศในช่วงเวลาสำคัญในอดีต ค่า CO2 เหล่านั้นอยู่ในช่วง 278 ส่วนต่อล้าน (ppm) – คล้ายกับค่าก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม (เมื่อมนุษย์เริ่มเพิ่ม CO2 จำนวนมากในอากาศ) – ถึง 840 ppm ความสูงนั้นคือสิ่งที่จะเกิดขึ้นในส่วนของ Eocene Epoch เมื่อ 56 ล้านถึง 33 ล้านปีก่อน

คนอร์อธิบาย ความเชื่อมโยงระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์และความเค็มเป็นสิ่งที่ทรงพลัง ยิ่งมี CO2 ในชั้นบรรยากาศมาก อากาศก็จะยิ่งร้อนขึ้น ยิ่งอากาศอบอุ่น น้ำแข็งก็ยิ่งละลายมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งน้ำแข็งละลายมากเท่าใด น้ำจืดก็จะยิ่งไหลลงสู่มหาสมุทรอาร์กติกมากขึ้นเท่านั้น กลับลดความเค็มลง

ทีมงานได้จำลองช่วงเวลาจาก 35 ล้านปีก่อนเป็น 16 ล้านปีก่อน ประการแรก พวกเขาแบ่งช่วงเวลานั้นออกเป็นช่วงๆ ละ 2,000 ถึง 4,000 ปี จากนั้นพวกเขาปล่อยให้แบบจำลองของพวกเขาสร้างช่วงเวลาที่เล็กลงทั้งหมดพร้อมกัน Knorr กล่าว พวกเขาไม่สามารถทำเช่นนั้นได้ตลอดระยะเวลา 19 ล้านปี เนื่องจากต้องใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทำงานอย่างต่อเนื่องนานถึงสี่เดือนเพื่อเรียกใช้รุ่นที่เล็กกว่า

แค่เติมเกลือ

ผลลัพธ์ที่ได้จากโมเดลเหล่านี้ชัดเจน เมื่อประมาณ 35 ล้านปีก่อน น้ำในอาร์กติกยังคงสดเหมือนบ่อน้ำพุ นั่นเป็นความจริงแม้ว่าสันเขาจะอยู่ใต้น้ำ 30 เมตร (98 ฟุต) แล้ว

แต่ภายในอีกล้านปีข้างหน้าสันเขาจมลงไปที่ 50 เมตร (164 ฟุต) ใต้พื้นผิว นั่นคือช่วงเวลาที่สิ่งต่าง ๆ เริ่มเปลี่ยนไปจริงๆ และนี่คือเหตุผล น้ำจืดมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำเค็ม ดังนั้นมันจะลอยอยู่บนน้ำที่หนาแน่นกว่าและเค็มกว่าที่อยู่ด้านล่าง เส้นแบ่งระหว่างชั้นของน้ำจืดและน้ำเค็มนี้เรียกว่าฮาโลไคลน์

เมื่อน้ำจืดทั้งหมดถูกเติมลงในอาร์กติกจากการละลายของน้ำแข็งเมื่อประมาณ 35 ล้านปีก่อน ฮาโลไคลน์จึงเกิดขึ้นอย่างกะทันหันโดยเฉพาะ และบังเอิญมีความลึกประมาณ 50 เมตร (ประมาณ 160 ฟุต)

ดังนั้นน้ำเกลือจึงไม่ไหลไปทางเหนือจนกว่าสันกรีนแลนด์-สก็อตแลนด์จะจมอยู่ใต้ฮาโลไคลน์นั้น เฉพาะเมื่อสิ่งนั้นเกิดขึ้นเท่านั้นที่น้ำเค็มหนาแน่นของมหาสมุทรแอตแลนติกจะกวาดเข้าไปในอาร์กติกในที่สุด

“ผลกระทบง่ายๆ” นั้น — น้ำเกลือที่อุ่นกว่าที่ไหลไปทางเหนือและน้ำจืดที่เย็นจัดกระจายไปทางใต้ — ได้เปลี่ยนมหาสมุทรอาร์กติกและมหาสมุทรแอตแลนติกไปตลอดกาล นอกจากการเติมน้ำเกลือและความร้อนให้กับอาร์กติกแล้ว ยังช่วยกระตุ้นกระแสน้ำในมหาสมุทรแอตแลนติกที่สำคัญที่มีอยู่ในปัจจุบันด้วย กระแสน้ำเหล่านี้เกิดจากความแตกต่างของความหนาแน่นและอุณหภูมิของน้ำ

Chiara Borelli เป็นนักธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัย Rochester ในนิวยอร์ก Borelli ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาใหม่ อย่างไรก็ตาม เธอได้ตรวจสอบสภาพอากาศและมหาสมุทรของโลกในช่วงเวลาที่กำหนดที่นี่ สรุปได้ว่า Borelli การศึกษานี้สอดคล้องกับการอภิปรายระยะยาวว่า Greenland-Scotland Ridge ส่งผลกระทบต่อมหาสมุทรและสภาพภูมิอากาศอย่างไร เธอกล่าวว่า “นี่เป็นการเพิ่มปริศนาให้กับการเชื่อมต่อที่เริ่มต้น”

ความเค็ม

ความเค็มเป็นตัววัดปริมาณเกลือในแหล่งน้ำ

ความเค็มเป็นตัววัดความเค็ม ยิ่งมีเกลืออยู่ในแหล่งน้ำ ความเค็มก็จะยิ่งสูงขึ้น น้ำจืดมีเกลือน้อยกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์ โดยเฉลี่ยแล้วน้ำทะเลมีเกลือประมาณ 3.5 เปอร์เซ็นต์ ทะเลเดดซีมีความเค็มสูงที่มีชื่อเสียง เกลือประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์! เกลือทั้งหมดนั้นทำให้น้ำมีความหนาแน่นมาก ส่งผลให้นักว่ายน้ำสามารถลอยตัวได้ง่าย

น้ำที่เค็มเกินไปไม่ปลอดภัยที่จะดื่ม นอกจากนี้ยังไม่ปลอดภัยที่จะใช้สำหรับการรดน้ำพืชผลหรือเพื่อวัตถุประสงค์อื่น ๆ แต่น้ำเกลือในมหาสมุทรคิดเป็นร้อยละ 97 ของน้ำทั้งหมดบนโลก แหล่งน้ำอื่นๆ เช่น น้ำบาดาล ก็มีความเค็มสูงมากเช่นกัน เพื่อขุดเจาะแหล่งน้ำเหล่านี้ วิศวกรกำลังหาวิธีใหม่ในการกรองเกลือออกจากน้ำ กระบวนการนี้เรียกว่าการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล

 

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ quoteorama.com