Як найпотужніша течія Землі запустила льодовикові епохи

16 квітня 2026 р. 17:34

16 квітня 2026 р. 17:34

Антарктичний циркумполярний струм (АЦС) — найпотужніша океанічна течія на планеті. Вона переносить більше ніж у 100 разів більше води, ніж усі ріки Землі разом узяті. Вона безперервно огинає Антарктиду, не зустрічаючи жодного суходолу. І саме вона, судячи з усього, є однією з причин того, чому Земля перетворилась із теплого «парника» на холодний «льодовий будинок», де ми живемо сьогодні. Але як саме виникла ця течія — залишалось загадкою. Тепер команда Інституту Альфреда Вегенера (AWI) вирішила її. Як повідомляє SciTechDaily із посиланням на PNAS , відкриття морських проток між континентами було необхідним, але недостатнім — без зміни вітрів течія просто не могла замкнутись.

Що відомо коротко

• ~34 млн р. тому , на початку олігоцену, Земля перейшла від парникового клімату (~1000 ppm CO₂) до сучасного «льодового» (~600 ppm) — менш ніж за мільйон років.
• Традиційна теорія: АЦС утворився, коли Австралія і Південна Америка відійшли від Антарктиди, відкривши Тасманів шлюз і протоку Дрейка .
• Нові 3D симуляції AWI показали: « прото-АЦС » розривався і рухався на північ вздовж Австралії/Нової Зеландії — не міг завершити оберт.
• Для замикання течії потрібні були сильні западні вітри у Тасмановому шлюзі.
• Ця зміна вітрів витягнула CO₂ з атмосфери, що прискорило охолодження і формування Антарктичного льодового щита.
• Стаття: Knahl et al., Proceedings of the National Academy of Sciences , DOI: 10.1073/pnas.2520064123.

Земля до і після АЦС

34 мільйони років тому Земля була іншою планетою. Антарктида ще не мала постійного крижаного щита, на полюсах росли ліси. Рівень CO₂ в атмосфері перевищував 1000 ppm — удвічі більше, ніж сьогодні. Клімат був рівномірно теплим і вологим.

Потім за менш ніж мільйон років — геологічне «миттєво» — всі ознаки кардинально змінились. CO₂ впав до ~600 ppm. Антарктида вкрилась крижаним щитом. Почалась епоха, в якій ми живемо — «льодовий будинок» . Чи настане наступний льодовиковий період — і чому він може не настати через людську діяльність — наслідок саме того давнього переходу, причини якого тепер нарешті з’ясовані.

Деталі відкриття

Ханна Кнал і її колеги з AWI побудували детальні 3D-симуляції циркуляції Південного океану для різних конфігурацій суходолу і вітрів, що відповідають умовам ~34 млн р. тому. Це перше дослідження, що одночасно врахувало форму берегів, глибину проток і вітрову динаміку .

Перший сюрприз: навіть при відкритих Тасмановому шлюзі і протоці Дрейка «прото-АЦС» не замикався . Вода відхилялась на північ у районі сучасних Австралії і Нової Зеландії і зрештою розсіювалась. Це означало: традиційна модель була неповною.

Другий крок: дослідники додали до симуляцій сильні западні вітри в Тасмановому шлюзі — відповідні до тих, що дують там сьогодні. Результат: струм замкнувся і почав безперервно огинати Антарктиду . Саме оця зміна вітрів і стала тією «відсутньою ланкою», без якої теорія не працювала.

Що показали нові спостереження

Але чому вітри змінились? Команда вважає: зі зміною конфігурації суходолу змінились і глобальні атмосферні циркуляції. Нові моделі підтверджують, що саме формування АЦС сприяло посиленому поглинанню CO₂ Південним океаном — з’явилися нові умови для апвелінгу (підйому холодних, збагачених нутрієнтами вод), де могло рости більше морського фітопланктону. А рослинний планктон — один із найважливіших поглиначів CO₂ в природі.

Результат: самопосилюючий кліматичний зворотній зв’язок . АЦС витягував CO₂ → клімат охолоджувався → Антарктида вкривалась льодом → альбедо Землі зростало → клімат охолоджувався далі. Це і є механізм переходу в «льодовий будинок».

Чому це важливо для науки

По-перше, нові дані уточнюють модель планетарного клімату минулого — що важливо для розуміння того, наскільки зміни CO₂ здатні трансформувати планету. Якщо ~400 ppm CO₂ (від 1000 до 600) за мільйон років вкрили Антарктиду льодом — що відбудеться при сьогоднішньому темпі (від ~280 до >420 ppm за 200 років)?

По-друге, АЦС тісно пов’язаний із сучасними кліматичними системами. Він «годує» систему AMOC, яку вчені вже попереджають — може бути близькою до колапсу . Переломні кліматичні точки ближчі, ніж вважалось , — і розуміння того, як АЦС формувався у минулому, допомагає зрозуміти, як він може змінитись у майбутньому.

Цікаві факти

• 🌀 Антарктичний циркумполярний струм переносить ~ 130–170 мільйонів кубометрів води за секунду — приблизно 100–170 разів більше, ніж усі річки світу разом узяті. Рейнус, Амазонка, Міссісіпі — всі їхні витрати разом несумісні з потужністю АЦС. Він також у 5 разів потужніший за Ґольфстрим . Дані: ScienceAlert / AWI, PNAS 2026 .
• 💨 «Ревучі сорокові» і «шалені п’ятдесяті» — народні назви западних вітрів в Південному океані між 40° і 60° пд. ш. Вони є одними з найсильніших і найпостійніших вітрів у світі. Саме ці вітри, що сьогодні дують у Тасмановому шлюзі, за новими даними, і «запустили» АЦС мільйони років тому. Дані: [AWI / PNAS 2026].
• 🧊 Перехід від «парника» до «льодового будинку» 34 млн р. тому відбувся за менш ніж 1 млн років — колосально швидко в геологічному масштабі. CO₂ впав від ~1000 до ~600 ppm, Антарктида вкрилась льодом. Для порівняння: сьогодні CO₂ зростає від ~280 до >420 ppm за лише 200 років . Дані: [PNAS 2026; Copernicus Climate Change Service, 2026].
• 🔄 АЦС є ключовим вузлом «великого океанського конвеєра» — системи, що пов’язує всі океани планети. Він перемішує воду між Атлантикою, Тихим і Індійським океанами і регулює глобальний розподіл тепла, кисню і нутрієнтів. Без АЦС клімат Землі був би кардинально іншим навіть сьогодні. Дані: [Alfred Wegener Institute, 2026].

FAQ

Як АЦС пов’язаний із кліматом сьогодні? АЦС є «насосом» для всього глобального океанського конвеєра. Він регулює температуру, солоність і хімічний склад вод Атлантики, Тихого і Індійського океанів. Ослаблення АЦС або зміна його характеру через танення льодів і прогрівання Південного океану може перебудувати глобальну систему перерозподілу тепла — зі значними кліматичними наслідками.

Чи може АЦС «зупинитись», як AMOC? АЦС і AMOC — різні системи. AMOC (Атлантична меридіональна циркуляція) — вертикальна «конвеєрна стрічка» в Атлантиці. АЦС — горизонтальне кільце навколо Антарктиди. Проте вони взаємопов’язані: AMOC частково «живиться» водами Південного океану. Якщо AMOC ослабне — це вплине на потоки, що живлять АЦС, і навпаки.

Що таке «відкриття Тасманового шлюзу» і «протоки Дрейка»? Це — морські проходи між Антарктидою і сусідніми континентами. Тасманів шлюз — між Антарктидою і Австралією — відкрився ~32–35 млн р. тому, коли Австралія дрейфувала на північ. Протока Дрейка — між Антарктидою і Південною Америкою — відкрилась схожим чином. Ці відкриття уможливили, але не «запустили» АЦС — потрібні були ще й вітри.

Наука