Hidden Waves ger ett seriöst slag

Inre vågor, vars höga men långsamt rörliga toppar kan nå höjder på hundratals fot, är helt dolda i havet, osynliga på ytan. Ändå kan de ha djupgående effekter på jordens klimat och på havets ekosystem.

Satellitbilden visar grova och släta områden som skapats på havsytan av Luzonsundets inre vågor.

Nu har ett team inklusive Thomas Peacock, en docent i maskinteknik vid MIT, genomfört de största laboratorieexperimenten som någonsin använts för att undersöka interna vågor. Resultaten löser ett långvarigt mysterium om exakt hur de största kända interna vågorna - de i Sydkinesiska havet - produceras.

Sett i tvärsnitt liknar dessa vågor ytvågor till formen. De bildas i vatten som är skiktat i lager med olika densitet på grund av förändringar i temperatur eller salthalt. Men dessa lager, och de enorma vågorna inom dem, är osynliga för ögat.

Ett gränsskikt under 100 meter tjockt skiljer det kallare, saltare vattnet på botten av havet från det varmare, mindre salta toppskiktet som sträcker sig 100 till 200 meter ner från ytan. När en del av det nedre skiktet pressas upp av tidvatten eller strömmar som interagerar med havsbottnens topografi, bildar det platta gränsskiktet en vågform vars påverkan på spridningen av havsytans vågor kan detekteras instrumentellt i satellitbilder. Och den vågen kan nå höga höjder, resa stora avstånd och spela en nyckelroll i att blanda havsvatten, hjälpa till att driva ner ytvatten som har värmts upp av luften och på så sätt dra värme från atmosfären ner till havsbotten.

Eftersom dessa inre vågor är så svåra att upptäcka direkt i havet använde Peacock och ett team av franska forskare laboratorieexperiment för att studera vågorna som intresserade dem: de som bildas i Luzonsundet, mellan Taiwan och Filippinerna. Dessa är de mest kraftfulla interna vågorna som hittills upptäckts i havet, säger Peacock. Dessa är vågor i skyskrapor. De kan faktiskt nå höjder på 170 meter (mer än 550 fot) men färdas i en lugn takt på några centimeter per sekund. De är havets brinnande jättar, säger han.

Teamets storskaliga experiment använde en detaljerad topografisk modell av Luzonsundets golv monterad i en 50 fot i diameter roterande tank i Grenoble, Frankrike, den största sådana anläggningen i världen. Testerna visade att sundet och ett system av åsar inom det genererar vågorna när tidvattnet sveper det skiktade vattnet över och genom dem.

Det senaste stora forskningsprogrammet för interna vågor ägde rum utanför Hawaiis kust 1999, men forskare är nu mer medvetna än de var då om vilken roll dessa jättevågor spelar i blandningen av havsvatten – och därför hur betydande de påverkar det globala klimatet.

Det är en viktig saknad pusselbit i klimatmodellering, säger Peacock. Just nu kan inte globala klimatmodeller fånga dessa processer, säger han, men det är helt klart viktigt att göra det: Du får ett annat svar ... om du inte tar hänsyn till dessa vågor.

Dölj