Lądolód Antarktydy odradzał się po poprzednich zmianach klimatu

Pokrywa lodowa wschodniej Antarktydy to największy lądolód świata. Zrozumienie jego podatności na zmiany klimatu jest kluczowe do przewidzenia, jak bardzo podniesie się poziom morza w miarę wzrostu globalnych temperatur. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz odkryli, że w geologicznej historii Ziemi istnieje wiele dowodów na cykliczne cofanie się i przyrastanie pokrywy lodowej Antarktydy. Mechanizm zmian klimatycznych był wtedy jednak zupełnie inny niż do tej pory.

Badanie opublikowane na łamach "Nature Communications" skupiło się na analizie dwóch próbek skalnych pobranych ze wschodniej części antarktycznego lądolodu. Chociaż pochodziły z miejsc oddalonych od siebie o ponad 900 kilometrów i uformowały się w różnych epokach geologicznych, pod względem chemicznym były bardzo do siebie podobne. Składały się one z naprzemiennie ułożonych warstw opalu i kalcytu.

Datując warstwy, badacze zauważyli jedną prawidłowość - różnokolorowe warstwy osadów zdawały się powiązane ze zmianami temperatury powierzchni morza (dane te pochodziły z analizy rdzeni lodowych, czyli głębokich przekrojów pokrywy lodowej). Opal osadzał się podczas zimnych okresów, a kalcyt podczas ciepłych, za co odpowiadały zmiany chemizmu i hydrologii wewnątrz pokrywy lodowej.

- Wraz ze zmianami klimatu, zmieniał się także ruch lodowych strumieni [wewnątrz pokrywy lodowej - przyp. red.] - tłumaczy główny autor badania Gavin Piccione. - Zmiany te następnie przenikały w głąb pokrywy lodowej, do podstawy lądolodu, a każda warstwa jest ich przejawem.

W ten sposób, naukowcom udało się "zajrzeć" w reakcje lądolodu na zmiany klimatu w okresie późnego plejstocenu. Skały pozwoliły zaobserwować, że takie same zmiany zachodziły wtedy na przestrzeni 100 tysięcy lat.

Wyniki badań wskazują, że to temperatura wody w Oceanie Południowym stanowi główny mechanizm napędzający reakcję pokrywy lodowej Antarktydy na zmiany klimatu. Temperatury na Antarktydzie są tak niskie, że kilka stopni nie spowoduje topnienia zamarzniętej powierzchni, jednak zupełnie inna sytuacja panuje na brzegach lądolodu.

- Jeśli spojrzymy na miejsca, które tracą lód, zauważymy, że znajdują się one wzdłuż krawędzi pokrywy lodowej, gdzie styka się ona z ocieplającym się oceanem - wyjaśnia Sławek Tulaczyk, współautor badania.

W przeszłości geologicznej Ziemi zmiany te były powiązane z cyklicznym osłabianiem i wzmacnianiem Południowej Wymiennej Cyrkulacji Atlantyku (Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC) - systemu prądów morskich, który transportuje duże ilości ciepła na północ przez Ocean Atlantycki. Obecnie dochodzi do tego jeszcze jeden czynnik, tym razem antropogeniczny.

Tularczyk dodaje, że chociaż zdajemy sobie sprawę z roli, jaką w zmianach klimatu odgrywa lądolód antarktyczny - jest on odpowiedzialny za wzrost poziomu morza o blisko 17 metrów od czasów ostatniego zlodowacenia - wciąż wiemy bardzo mało o tym, jak reaguje on na zmienność klimatu. Naukowcy podkreślają, że ich badanie daje przede wszystkim wgląd w naturalne procesy rozmarzania i zamarzania pokrywy lodowej. Jak dodają, wyniki nie powinny być interpretowane jako prognoza - na ich bazie nie da się przewidzieć, jak pokrywa lodowa zareaguje na antropogeniczne zmiany klimatu.

- Głównym motorem napędowym ocieplenia oceanu jest teraz atmosferyczny dwutlenek węgla, a nie AMOC, ale nie sądzę, aby pokrywa lodowa dbała o to, co powoduje ocieplenie - wskazuje Tularczyk. - W kontekście pytania o to, czy lądolód stoi na krawędzi roztopienia, nie tutaj leży odpowiedź. Nasze wyniki wskazują jedynie, że lód jest wrażliwy na zmiany klimatu, ale gdy utrata lodu jest niewielka, pokrywa lodowa potrafi sama się odbudować.