Zemljini okeani su složen sistem međusobno povezanih transportnih autoputeva za toplotu, hranljive materije i prenos ugljen-dioksida između atmosfere i mora. Meridionalna preokretna cirkulacija je proces kojim se ove ključne komponente kreću od tropskog pola ka suptropskim. Istraživanja su otkrila da povećanje ovog obrasca cirkulacije može biti korisno jer dovodi do toga da okean skladišti više toplote i stoga smanjuje globalnu temperaturu.
Novo istraživanje objavljeno u Nature Geoscience fokusira se na jednu određenu struju, zapadnu graničnu struju u Pacifiku, koja je glavna komponenta ekvatorijalne podvodne struje. Takođe nazvana Kromvelovom strujom, ova podzemna struja na dubini od 200 m teče na istok brzinom od 1,5 m/s duž dužine ekvatora u Tihom okeanu.
Naučnici sa Nacionalnog tajvanskog univerziteta i njihovi saradnici procenili su promene u ovoj struji tokom prošlog veka koristeći zapise korala iz roda Porites dobijene od živih organizama u Solomonskom moru. Ovaj koral čuva dva različita izotopa azota (15 N i 14 N) i poznato je da se njihov odnos smanjuje kako temperatura raste.
Pored ovoga, istraživači su otkrili da je zapadna granična struja ojačala tokom ovog vremena, što je dovelo do posledičnog jačanja ekvatorijalne podvodne struje. Oni sugerišu da se usporavanje globalnog zagrevanja tokom 1940-ih i 1970-ih može pripisati hlađenju površinskih voda u istočnom ekvatorijalnom Pacifiku.
Preokretna cirkulacija koja se dešava u gornjem okeanu odvija se u suptropsko-tropskim ćelijama, koje uglavnom pokreću površinski vetrovi. Ovde se suptropska voda spušta u istočni Pacifik i putuje ka zapadu, kao i prema ekvatoru, u piknoklinskom sloju, koji odvaja površinske vode od dubokih. Nakon ulaska u ekvatorijalnu podvodnu struju, voda se uzdiže na površinu na ekvatoru i vraća se u suptropske krajeve površinskim vetrovima u Ekmanovom sloju. Solomonsko more, gde se zasniva ovo istraživanje, je zapadna granica između ekvatora i suptropa.
Tokom sezonskih događaja El Nino, ovi istočni ekvatorijalni vetrovi se smanjuju, uzrokujući pad snage suptropsko-tropskih ćelija. Međutim, potisnute vode prekomerno nadoknađuju tako što donose više vode iz subtropskih područja na ekvator u Solomonskom moru.
Izotopi azota koji se razmatraju u ovoj studiji variraju u različitim slojevima okeana u tropskim i suptropskim predelima, poreklom iz nitrata u gornjem sloju termokline (do 400 m dubine vode) i suspendovanog azota iz organske materije u površinskom sloju (maksimalno 200 m). dubina vode). Visoki odnosi 15 N/14 N javljaju se blizu ekvatora gde dolazi do povećanog podizanja hladnih voda bogatih hranljivim materijama u oblast. Zajedno sa ovim, takve zone uzdizanja imaju probleme sa biološkom produktivnošću korišćenjem svih dostupnih hranljivih materija, dakle nitrata i fosfatnih koncentrata u površinskim vodama.
Ovi hranljivi sastojci se transportuju na zapad i koristi ih fitoplankton suspendovan u vodi za napredovanje. Oni preferentno apsorbuju lakši 14 N izotop, što znači da je teži 15 N ostavljen u okeanu da se dalje koncentriše, stvarajući tako jasan obrazac povećanog 15 N u površinskim vodama koje se kreću od istoka ka zapadu. Međutim, tokom događaja El Ninjo, odnos 15 N/14 N se smanjuje jer je manje uzlaznog puta.
Dr Ven-Hui Čen i njihovi saradnici identifikovali su korale koristeći azot za izgradnju svoje strukture, dobijen iz zooplanktona i čestica kojima se hrane u okeanu. Ovi korali su sačuvali smanjeni odnos 15 N/14 N tokom zime na južnoj hemisferi, kada se hladne slane vode prvenstveno transportuju u Solomonsko more.
Temperatura površine mora je naizgled glavni faktor koji utiče na odnos 15 N/14 N, posebno u odnosu na klimatski obrazac poznat kao Pacifička dekadna oscilacija, koja se javlja svakih 20 do 30 godina. Ovo doživljava toplu pozitivnu fazu sa slabijim istočnim vetrovima, naizmenično sa hladnim negativnim fazama gde su ovi istočni pasati jači.
Istraživači su otkrili da su njihovi odnosi od 15 N/14 N iz korala pratili ove promene u dekadnim vremenskim razmacima (sa kašnjenjem od devet meseci), sa nižim vrednostima koje su se javljale u koralima Solomonskog mora tokom pozitivnih faza.
Ovo odgovara dugoročno posmatranom trendu opadanja odnosa 15 N/14 N koji odgovara promenama temperature usled globalnog zagrevanja. Naučnici objašnjavaju da je to posledica pojačanih zapadnih graničnih struja u Solomonskom moru. Oni, međutim, naglašavaju da ove struje mogu zapravo pomoći da se nadoknadi plitak sloj termoklina, uzrokovan globalnim zagrevanjem, snabdevanjem više tople vode i omogućavanjem tropsko-suptropskih sistema, kao i El Ninjo događaja, da se nastave.
