Descobertas recentes, com importantes implicações para a biogeoquímica oceânica e as ciências climáticas, foram publicados por Nature Communications em um artigo do Professor Associado Mark Holzer da Escola de Matemática e Estatística da UNSW Science, com os co-autores Tim DeVries (UCSB) e Casimir de Lavergne (LOCEAN).

"O profundo Pacífico Norte é um vasto reservatório de nutrientes remineralizados e carbono respirado que se acumulou ao longo dos séculos, "diz Holzer." Quando essas águas profundas voltam à superfície, seus nutrientes suportam a produção biológica e seu CO dissolvido ₂ pode ser lançado na atmosfera. Como tal, o Pacífico profundo desempenha um papel fundamental no sistema climático da Terra. "

Mas quais são as vias de circulação do oceano que fornecem água de superfície recém-ventilada para o Pacífico profundo? E como e onde essa água velha eventualmente retorna à superfície? A data, havia duas teorias concorrentes para o papel que a circulação de reviravolta desempenha nisso.

Uma teoria - o 'transportador padrão' - prevê uma grande reviravolta com a ressurgência da Água Antártica de Fundo a cerca de 1,5 km de profundidade antes de fluir de volta para o sul, para o Oceano Antártico. A outra teoria - o 'transportador sombreado' - argumenta que o capotamento é comprimido para ficar abaixo de cerca de 2,5 km com uma "zona de sombra" amplamente estagnada acima dele.

"Nosso trabalho reconcilia essas duas teorias:o transportador sombreado captura corretamente o tombamento comprimido verticalmente sob uma zona de sombra, enquanto a visão padrão deve ser amplamente interpretada em termos de caminhos de água que se difundem através da zona de sombra. Como a zona de sombra é amplamente protegida da circulação de reviravolta, a questão é como exatamente a água entra e sai dela, "Holzer diz.

Usando novas análises matemáticas aplicadas a um modelo de circulação oceânica de última geração que se adapta perfeitamente à circulação para as distribuições de traçadores e forçamentos de superfície observados, os autores foram capazes de quantificar em detalhes os caminhos e escalas de tempo com os quais a zona de sombra troca água com a superfície do oceano.

"Nossas análises nos permitiram criar um novo esquema da circulação profunda em grande escala no Pacífico. Descobrimos que o transporte difusivo ao longo e através das superfícies de densidade desempenha um papel importante na ventilação da zona de sombra."

Ao contrário da visão amplamente aceita de que as águas profundas do Pacífico seguem exclusivamente superfícies de densidade para aflorar no Oceano Antártico, os autores descobriram que apenas cerca de metade da água na zona de sombra segue esta rota, com a outra metade voltando à superfície em baixas latitudes e no Pacífico subártico, ajudando a explicar a alta produção biológica ali.

Os cientistas dizem que esta nova compreensão das vias de circulação e transporte do Pacífico profundo ajudará a interpretar as distribuições observadas de traçadores e processos biogeoquímicos.

"Uma direção empolgante para pesquisas futuras é entender como a zona de sombra, já com baixo teor de oxigênio e sensível ao aumento da demanda de oxigênio, molda a resposta da bomba biológica do oceano às mudanças climáticas, "Holzer diz.