Zespół japońskich naukowców, któremu przewodniczył Yusuke Suganuma z Narodowego Instytutu Badań Polarnych (NIPR) oraz Uniwersytetu Studiów Zaawansowanych (SOKENDAI), zbadał zmiany pokrywy lodowej Antarktyki w odległej przeszłości. Badacze opisali swoje odkrycia na łamach czasopisma "Nature Geoscience".
Inwazja ciepłej masy wody
Naukowcy wykazali, że około dziewięć tysięcy lat temu, we wczesnym holocenie - najmłodszej epoce geologicznej, trwającej do dziś - wschodnia część Antarktyki, zawierająca połowę słodkiej wody na świecie, doświadczyła znacznego ubytku pokrywy lodowej. Aby dowiedzieć się, dlaczego tak się stało, badacze przeprowadzili analizę osadów morskich z Zatoki Lutzow-Holm oraz wyników badań geologicznych i geomorfologicznych z Ziemi Królowej Maud.
Następnie badacze wykonali analizy sedymentologiczne (osadów), mikropaleontologiczne i geochemiczne oraz pomiar stosunków izotopów berylu. Dzięki temu odkryli, że około dziewięć tysięcy lat temu Circumpolar Deep Water (CDW) - masa wody w Oceanach Spokojnym i Indyjskim, która jest cieplejsza i bardziej słona niż otaczające ją masy - wdarła się do Zatoki Lutzow-Holm. Spowodowało to zapadanie się szelfów lodowych, brzeżnych części lądolodu, co przyspieszyło ruch lodu śródlądowego w kierunku morza.
Ciepła woda w jednym miejscu doprowadza do topnienia lodu w innym
Co więcej, badanie wykazało, że topnienie lodu antarktycznego nie ogranicza się do jednego obszaru, ale może rozprzestrzeniać się na inne regiony. Dzieje się tak w wyniku procesu znanego jako kaskadowe dodatnie sprzężenie zwrotne. Naukowcy odkryli to zjawisko, opracowując modele klimatyczne i cyrkulacji oceanicznej.
Ich symulacje wykazały, że woda roztopowa z jednych regionów Antarktydy, w tym z Lodowca Szelfowego Rossa, rozprzestrzeniła się po całym Oceanie Południowym otaczającym kontynent. Jej napływ wzmocnił stratyfikację termiczną wody - układ jej warstw różniących się temperaturą - i zapobiegał mieszaniu się ciepłej wody powierzchniowej z zimną.
W rezultacie ciepłe wody głębinowe mogły łatwiej przemieszczać się w kierunku szelfu kontynentalnego Antarktydy Wschodniej. Wywołało to cykl wzmacniający - woda roztopowa zwiększyła stratyfikację, co z kolei nasiliło napływ ciepłej wody i spowodowało jeszcze większe topnienie. Modele opracowane przez naukowców pokazały, że kaskadowe sprzężenie zwrotne może powodować, że topnienie w jednym miejsca Antarktydy może przyspieszać utratę lodu w innych rejonach w wyniku wielkoskalowej cyrkulacji oceanicznej.
Drobne regionalne zmiany, poważne globalne konsekwencje
Odkrycie japońskich naukowców dostarcza jednego z najdobitniejszych dowodów na to, że pokrywa lodowa Antakrtydy może ulegać samonapędzającemu się, rozległemu topnieniu, gdy Ziemia się ociepla. Mimo że badanie dotyczyło wczesnego holocenu, to te same procesy fizyczne są istotne również dziś.
Współczesne obserwacje pokazują bowiem, że części pokrywy lodowej Antarktyki Zachodniej, takie jak lodowce Thwaites i Pine Island, już teraz szybko się cofają, gdy wdziera się pod nie ciepła woda głębinowa. Jeśli kaskadowe sprzężenie zwrotne zachodzi również obecnie, to topnienie lodu w jednym miejscu może przyczyniać się do jego utraty w innych rejonach, prowadząc do szybszego wzrostu globalnego poziomu mórz.
- Badanie dostarcza istotnych danych i dowodów modelowych, które ułatwią dokładniejsze przewidywanie przyszłego zachowania pokrywy lodowej Antarktydy. Kaskadowe sprzężenia zwrotne zaobserwowane w tym badaniu potwierdzają tezę, że drobne zmiany regionalne mogą mieć potencjalnie globalne konsekwencje - podsumował Suganuma.
Autorka/Autor: kp
Źródło: ScienceDaily
Źródło zdjęcia głównego: Shutterstock
