Cum s‑a născut curentul circumpolar antarctic: vânturi puternice și continente în mișcare au declanșat o răcire globală

Sursa foto: Sciencedaily

Un curent oceanic colosal, care în prezent înconjoară Antarctica și transportă un volum de apă de peste 100 de ori mai mare decât totalul tuturor râurilor lumii, nu s‑a format doar pentru că s‑au deschis treceri oceanice. Cercetări recente arată că pentru ca acest curent să apară în forma sa incipientă a fost nevoie ca continentele să se repoziționeze și ca vânturi puternice să sufle în mod favorabil prin pasajele oceanice, contribuind astfel la extragerea dioxidului de carbon din atmosferă și la o răcire majoră a climei globale cu circa 34 de milioane de ani în urmă.

Reconstruirea formării curentului circumpolar

O echipă de cercetători de la Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) a condus simulări climatice detaliate pentru a reproduce configurația Pământului de acum aproximativ 33,5 milioane de ani, în momentul în care Australia și America de Sud se aflau mult mai aproape de Antarctica. Cercetătorii au cuplat modele de ocean, atmosferă, sol și un model de calotă glaciară antarctică preluat dintr‑un studiu publicat în 2024, pentru a urmări evoluția circulațiilor oceanice în acea perioadă de tranziție de la un „greenhouse” cald la un „icehouse” marcat de extinderea stratului de gheață antarctic.

Rezultatele au fost comparate cu reconstrucții geologice ale aceleiași epoci, permițând testarea fidelității simulărilor față de dovezile disponibile în sedimente și forme de relief. Această metodă combinată a dezvăluit că simpla deschidere a pasajelor oceanice — de exemplu între Antarctica, Australia și America de Sud — nu a fost suficientă pentru a genera curentul circumpolar în forma sa continuă.

Rolul esențial al Tasman Gateway și al vânturilor

Un element central al studiului este Tasman Gateway, pasajul marin dintre Antarctica și Australia. Simulările arată că doar atunci când Australia s‑a deplasat suficient de departe de Antarctica și când vânturile puternice vestice au început să sufle direct prin Tasman Gateway, curentul a putut să se dezvolte pe scară largă. În etapa incipientă, chiar dacă pasajele erau deschise, curentul nu forma un circuit continuu în jurul Antarcticii.

Mai precis, fluxuri puternice s‑au format în regiunile oceanice aferente Atlanticului și Oceanului Indian, în timp ce sectorul Pacific a rămas relativ calm. Această neomogenitate în circulația oceanică sugerează că apariția curentului a fost un proces complex, dependent de sincronizarea pozițiilor continentelor și a regimului vânturilor, nu doar de existența unor treceri între bazine oceanice.

De ce importă direcția și forța vânturilor

Vânturile vestice sunt cele care împing apa în jurul Antarcticii și activează forțele ce mențin circulația circumpolară. Dacă aceste vânturi nu pot trece liber printr‑un pasaj precum Tasman Gateway, ele nu pot genera acea forță de scară largă necesară pentru a conecta sectorul Atlantic cu cel Pacific și Indian într‑un circuit continuu. Simulările arată că doar alinierea favorabilă a continentelor și suflarea directă a vânturilor vestice prin pasaj au permis transformarea unor curenți regionali puternici într‑un curent circumpolar nascent.

Simulări avansate și cooperare interdisciplinară

Analiza s‑a bazat pe cuplarea foarte detaliată a modelelor de climă și ale calotei glaciare, o abordare relativ nouă și solicitantă din punct de vedere computațional. Cercetarea a implicat colaborarea dintre diviziile Palaeoclimate Dynamics și Marine Geology ale AWI și parteneri internaționali, inclusiv Australian Centre of Excellence in Antarctic Science și Antarctic Research Centre Wellington. Autorii subliniază că aceste simulări cu rezoluție relativ înaltă pentru climatele îndepărtate oferă perspective noi asupra interacțiunilor dintre gheață, atmosferă, suprafața continentelor și oceane.

Profesorul Gerrit Lohmann, modelator paleoclimatic la AWI și coautor al studiului, explică importanța metodei: „Prin acest studiu publicat în PNAS arătăm — pentru prima dată — cât de utile și importante sunt simulările cuplate, la rezoluție relativ înaltă, pentru a înțelege clima trecută. Deși sunt foarte costisitoare din punct de vedere al calculului, ele oferă perspective inedite asupra interacțiunii dintre gheață, atmosferă, suprafața terestră și ocean.”

Legătura cu concentrația atmosferei de CO2 și răcirea globală

La momentul tranziției către Oligocen, concentrațiile atmosfetice de dioxid de carbon erau estimate la aproximativ 600 ppm — un nivel de CO2 pe care nu l‑am mai atins de atunci, deși unele scenarii climatice viitoare îl pot reproduce până la sfârșitul acestui secol. Studiul scoate în evidență faptul că formarea curentului circumpolar a jucat un rol major în rearanjarea circulației oceanice globale, facilitând absorbția dioxidului de carbon de către oceane.

Dr. Johann Klages, geoscientific la AWI și coautor, punctează semnificația climatică: „Această înțelegere este crucială, deoarece formarea curentului circumpolar a condus la o absorbție semnificativă a carbonului de către ocean. Această reducere a concentrațiilor de gaze cu efect de seră în atmosferă a avut potențialul de a declanșa climatul mai rece al așa numitei Epoci de Gheață Cenozoice, care continuă până astăzi prin existența permanentă a calotelor polare, în care alternan perioade calde și reci.”

Astfel, combinația dintre repoziționarea continentelor, direcția și forța vânturilor, și schimbările în circulația oceanică a favorizat extragerea CO2 din atmosferă și a contribuit la transformarea rapidă a Pământului într‑un sistem climatic mai rece, cu ghețari extinși la poli.

Implicații pentru înțelegerea prezentului și viitorului

Studiul oferă context pentru interpretarea schimbărilor recente observate în circulația Oceanului Sudic și subliniază că procesele care controlează absorbția carbonului de către oceane sunt sensibile atât la configurația fizică a bazinelor oceanice, cât și la forțele atmosferice. Înțelegerea modului în care curentul s‑a format în trecut permite oamenilor de știință să evalueze mai bine modul în care schimbările viitoare ale circulației sudice ar putea influența capacitatea oceanelor de a extrage CO2 din atmosferă.

Hanna Knahl, modelator climatic la AWI și autoare principală a studiului, subliniază necesitatea studierii trecutului pentru a proiecta viitorul: „Pentru a prezice posibilele scenarii climatice viitoare, este necesar să privim în trecut cu ajutorul simulărilor și datelor, pentru a înțelege Pământul în condiții mai calde și cu concentrații de CO2 mai ridicate decât astăzi,” spune ea. Ea avertizează însă că clima trecută nu poate fi transpusă 1:1 asupra viitorului; curentul în faza sa incipientă a influențat clima într‑un mod diferit față de ACC complet dezvoltat de astăzi.

Modul în care circulația oceanică reorganizată a reshapat clima

Prin reconstruirea formării curentului circumpolar, cercetătorii au demonstrat cum rearanjarea circulației globale a oceanului a avut consecințe majore asupra sistemului climatic. Pe lângă extragerea carbonului, schimbările în circulație au modificat transportul de căldură între regiuni, modelând distribuția temperaturilor marine și condițiile de formare a gheții. Aceste procese combinate au contribuit la stabilirea unui regim climatic dominat de calote glaciare polare care persistă și astăzi în varianta sa cenozoică.

Detalii despre studiu și referințe

Studiul a fost publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) și include contribuțiile autorilor:

Hanna S. Knahl, Johann P. Klages, Lars Ackermann, Katharina Hochmuth, Lu Niu, Nicholas R. Golledge, Gerrit Lohmann.

Referința completă a lucrării este disponibilă în PNAS, volumul 123, numărul 15, 2026, DOI: 10.1073/pnas.2520064123. Informații suplimentare despre sinteza materialelor de presă pot fi găsite și pe pagina publicației care a preluat comunicatul instituțional.

Rezultatele consolidate prin aceste simulări vor ajuta comunitatea științifică să interpreteze mai fiabil observațiile curente ale circulației Oceanului Sudic și ale legăturilor sale cu ciclul carbonului, oferind astfel un cadru mai solid pentru evaluarea schimbărilor climatice viitoare.

Mai multe detalii despre comunicatul instituțional pot fi consultate la pagina articolului: Earth’s most powerful ocean current didn’t form the way we thought.