W 1974 r., Zaledwie kilka lat po wystrzeleniu pierwszego satelity Landsat, naukowcy zauważyli coś dziwnego na Morzu Weddella w pobliżu Antarktydy. Na środku lodu znajdował się duży obszar bez lodu, zwany polynya. Polynya, która obejmowała obszar tak duży jak Nowa Zelandia, pojawiła się ponownie zimami 1975 i 1976 r., Ale od tego czasu jej nie widziano.
powiązana zawartość
- Wybierz się na cudowną dwuminutową wycieczkę po Antarktydzie z powietrza
- Dlaczego lód morski Antarktydy rośnie wraz ze wzrostem temperatury?
Naukowcy zinterpretowali zniknięcie Polynyi jako znak, że jej powstanie było naturalnie rzadkim wydarzeniem. Ale badacze raportujący w Nature Climate Change nie zgadzają się, twierdząc, że pojawienie się polynyi było o wiele bardziej powszechne i że zmiany klimatyczne obecnie tłumią jej powstawanie.
Co więcej, nieobecność polynyi może mieć wpływ na rozległy przenośnik prądów oceanicznych, które przenoszą ciepło na całym świecie.
Zdjęcia satelitarne pozwoliły naukowcom znaleźć obszar bez lodu na Morzu Weddella (górny lewy kwadrant) podczas zim Antarktydy w latach 1974–1976. (Źródło: Claire Parkinson (NASA GSFC)) Wody powierzchniowe wokół biegunów wydają się być stosunkowo świeże ze względu na opady atmosferyczne i fakt, że lód morski topi się w nich, co powoduje, że jest bardzo zimno. W rezultacie pod powierzchnią znajduje się warstwa nieco cieplejszej i bardziej słonej wody, która nie jest infiltrowana przez topniejący lód i opady. To wyższe zasolenie sprawia, że jest gęstszy niż woda na powierzchni.
Naukowcy sądzą, że polynya Weddella może powstać, gdy prądy oceaniczne popychają te gęstsze wody podpowierzchniowe do podwodnego łańcucha górskiego znanego jako Maud Rise. To wypycha wodę na powierzchnię, gdzie miesza się i ogrzewa zimniejsze wody powierzchniowe. Chociaż nie ogrzewa górnej warstwy wody na tyle, aby osoba mogła się wygodnie kąpać, wystarczy, aby zapobiec tworzeniu się lodu. Ale kosztem - ciepło z podpowierzchniowej wody podpowierzchniowej rozprasza się w atmosferze wkrótce po dotarciu do powierzchni. Ta utrata ciepła zmusza chłodną, ale wciąż gęstą wodę do zanurzenia około 3000 metrów w celu zasilenia ogromnego, bardzo zimnego podwodnego oceanu prąd znany jako Antarktyczna Woda Dna.
Antarktyczna woda denna rozprzestrzenia się w oceanach na głębokości 3000 metrów i więcej, dostarczając tlen w te głębokie miejsca. Jest także jednym z czynników napędzających globalną cyrkulację termohalinów, wielki oceaniczny przenośnik taśmowy, który przenosi ciepło z równika w kierunku biegunów.
Sieć prądów powierzchniowych i głębinowych przenosi wodę i ciepło na całym świecie. (Źródło: NASA / mapa autorstwa Roberta Simmona, adaptacja z IPCC 2001 i Rahmstorf 2002) Ale aby mieszanie miało miejsce w Morzu Weddella, górna warstwa wody oceanicznej musi stać się gęstsza niż warstwa pod nią, aby wody mogły zatonąć.
Aby dowiedzieć się, co dzieje się na Morzu Weddella, Casimir de Lavergne z McGill University w Montrealu i jego współpracownicy rozpoczęli od analizy pomiarów temperatury i zasolenia gromadzonych przez statki i roboty pływające w tym regionie od 1956 r. - dziesiątki tysięcy punktów danych. Naukowcy zauważyli, że warstwa powierzchniowa wody w miejscu polnyi Weddella staje się mniej słona od lat 50. XX wieku. Woda słodka jest mniej gęsta niż woda morska i działa jak przykrywka w systemie Weddell, zatrzymując ciepłe wody pod powierzchnią i zapobiegając ich przedostaniu się na powierzchnię. To z kolei zatrzymuje mieszanie, które wytwarza Antarktyczną Wodę Dna w tym miejscu.
Ten wzrost słodkiej wody pochodzi z dwóch źródeł: zmiana klimatu zwiększyła globalny obieg wody, zwiększając zarówno parowanie, jak i opady. A lodowce Antarktydy cielą się i topnieją w szybszym tempie. Jak zauważają naukowcy, oba te źródła wnoszą więcej wody słodkiej do Morza Weddella niż to, czego doświadczył w przeszłości.
Aby spojrzeć na przyszłość tego systemu, de Lavergne i współpracownicy zwrócili się do zestawu 36 modeli klimatu. Te modele, które przewidują, że suche miejsca na świecie stają się coraz bardziej suche, a mokre miejsca stają się bardziej wilgotne, pokazują, że ten obszar Oceanu Południowego powinien zobaczyć jeszcze więcej opadów w przyszłości. Modele nie obejmują topnienia lodowców, ale oczekuje się, że dodadzą one więcej słodkiej wody, co zdaniem naukowców może nawet wzmocnić pokrywę systemu.
Osłabienie mieszania się wody w Morzu Weddella może, przynajmniej częściowo, tłumaczyć skurczenie się dna antarktycznego zgłoszone w 2012 r. „Zmniejszona konwekcja zmniejszyłaby tempo powstawania Antarktycznej Wody Dna”, mówi de Lavergne. To „może spowodować osłabienie dolnej gałęzi obiegu termohalinowego”.
Ta dolna gałąź jest kuzynem podobnego procesu konwekcji zachodzącego na Morzu Labrador na Północnym Atlantyku, gdzie zimna woda z Arktyki tonie i napędza głębokie prądy na południe. Gdyby to źródło głębokiej wody zostało odcięte, być może z powodu napływu słodkiej wody, naukowcy powiedzieli, że wyniki mogą być katastrofalne, szczególnie dla Europy, która jest ogrzewana przez ten ruch ciepła i wody. Badacze klimatu uważają ten scenariusz za bardzo mało prawdopodobny, ale nie wykluczony. Nawet osłabiony system może mieć wpływ na klimat i pogodę na całym świecie.
Jednak od razu osłabienie mieszania w Morzu Weddella może przyczynić się do niektórych trendów klimatycznych obserwowanych na Antarktydzie i Oceanie Południowym. Naukowcy zauważają, że utrzymywanie w cieple cieplejszych oceanów uwięzione może osłabić ocieplenie powierzchni i ekspansję lodu morskiego.
Osłabienie mieszania Morza Weddella zatrzymało również całe ciepło i węgiel zmagazynowane w głębszych warstwach wody oceanicznej. Naukowcy ostrzegają, że jeśli utworzy się kolejna wielka polnya, co jest mało prawdopodobne, ale możliwe, może uwolnić puls ocieplenia na planecie.
