या ब्लॉग पोस्टमध्ये पश्चिम अंटार्क्टिक प्रदेशातील उच्च समुद्राचे तापमान आणि सागरी प्रवाह लहान बर्फाच्या कपाटांखाली उबदार पाणी कसे केंद्रित करतात, ज्यामुळे वितळणे जलद होते आणि संपूर्ण अंटार्क्टिकमधील बर्फाच्या कपाटात या घटनेचा काय अर्थ होतो याचे तपशीलवार परीक्षण केले आहे.
अंटार्क्टिक खंडात प्रचंड प्रमाणात बर्फ आहे, जो संपूर्णपणे वितळल्यास जागतिक समुद्राची पातळी सुमारे ५७ मीटरने वाढेल इतका आहे. या बर्फात, बर्फाचे कवच म्हणजे अशा रचना आहेत जिथे जमिनीवर पसरलेला प्रचंड बर्फाचा थर, अनेक किलोमीटर जाड, गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली किनाऱ्याकडे सरकतो, ज्याचा काही भाग जमिनीवरून पसरतो आणि समुद्रावर तरंगतो. अंटार्क्टिक किनारपट्टीचा सुमारे ७५% भाग अशा बर्फाच्या कवचांनी व्यापलेला आहे, ज्याची जाडी प्रदेशानुसार १०० मीटर ते १००० मीटर पर्यंत बदलते. कालांतराने बर्फाच्या कवचांचे बदलते वस्तुमान जागतिक तापमानवाढीशी जवळून जोडलेले आहे आणि हवामान बदल संशोधनात ते एक प्रमुख घटक मानले जाते. बर्फाच्या कवचांमधून बर्फाचे नुकसान होण्याचे कारण असलेल्या घटकांपैकी, हिमखंड म्हणून बर्फ तुटण्याचे प्रमाण तुलनेने चांगले पाहिले जाते. तथापि, उबदार समुद्राच्या पाण्याच्या प्रभावामुळे बर्फाच्या कवचच्या खालून किती बर्फ वितळतो आणि गायब होतो याबद्दलचा डेटा फार पूर्वीपासून दुर्मिळ आहे. कारण बर्फाच्या कवचच्या खालच्या बाजूने प्रवेश करणे अत्यंत कठीण आहे. अलिकडेच, अंटार्क्टिकाभोवती वाऱ्याच्या पद्धतींमध्ये झालेल्या बदलांमुळे बर्फाच्या कपाट्यांखाली उष्ण खोल पाणी शिरू लागले आहे, ज्यामुळे या प्रक्रियेचे अचूक मोजमाप करण्याची आवश्यकता वाढली आहे. बर्फाच्या कपाट्याच्या तळाशी वितळण्याचा थेट परिणाम अंटार्क्टिकाभोवती समुद्राच्या पातळीत वाढ होण्यावर होतो.
बर्फाच्या कपाट्याचे एकूण वस्तुमान चार घटकांनी ठरवले जाते. पहिले म्हणजे, भूभागातून बर्फाचा पुरवठा होऊन तो बर्फाचा कपाटा तयार होतो, हे त्याचे वस्तुमान वाढवण्याचा एक महत्त्वाचा घटक आहे. दुसरे म्हणजे, बर्फाच्या कपाट्याच्या पृष्ठभागावर जमा होणारे बर्फाचे प्रमाण देखील त्याच्या वाढीस हातभार लावते. उलटपक्षी, हिमखंड तुटून समुद्रात वाहून जाणाऱ्या बर्फाचे प्रमाण बर्फाच्या कपाट्याचे वस्तुमान कमी करते. त्याचप्रमाणे, उबदार समुद्राच्या पाण्याच्या प्रभावामुळे बर्फाच्या कपाट्याच्या तळापासून वितळणाऱ्या बर्फाचे प्रमाण देखील बर्फाच्या कपाट्याचे प्रमाण कमी करते. या चार घटकांच्या परस्परसंवादाच्या आधारे बर्फाच्या कपाट्याच्या वस्तुमानातील एकूण बदल मोजला जातो. अलीकडेच, उपग्रह डेटा जमा झाल्यामुळे, या घटकांचे अचूक विश्लेषण करणे शक्य झाले आहे.
जमिनीवरून वाहणाऱ्या बर्फाच्या पुरवठ्याची गणना बर्फाच्या शेल्फ जमिनीला मिळणाऱ्या सीमेवर बर्फाच्या प्रवाहाचा वेग आणि जाडी मोजून केली जाते. नियमित वेळेच्या अंतराने उपग्रहांनी घेतलेल्या दोन रडार प्रतिमांची तुलना करून बर्फाच्या प्रवाहाचा वेग सेंटीमीटर-स्तरीय अचूकतेने मोजता येतो. उपग्रह अल्टिमीटर वापरून पाण्याच्या पृष्ठभागावर तरंगणाऱ्या बर्फाची उंची मोजून, नंतर बर्फ आणि समुद्राच्या पाण्यातील घनतेच्या फरकामुळे उद्भवणाऱ्या उलाढालीचा हिशेब करून बर्फाची जाडी मोजली जाते.
बर्फाच्या कपाट्यावर जमा होणाऱ्या बर्फाचे प्रमाण हवामान अंदाज मॉडेल्ससह ड्रिलिंगद्वारे मिळवलेल्या बर्फाच्या कोरांना एकत्रित करून मोजले जाते, ज्यामुळे तुलनेने उच्च अचूकता मिळते. हिमखंड म्हणून गमावलेल्या बर्फाचे प्रमाण हिमखंडाच्या क्षेत्रफळ आणि जाडीच्या आधारे मोजता येते. तथापि, प्रत्यक्षात, ट्रॅकिंग करणे कठीण आहे कारण हिमखंड वेगाने फिरतात आणि समुद्राच्या पाण्यात लवकर वितळतात, ज्यामुळे अचूक परिमाण निश्चित करणे आव्हानात्मक बनते. म्हणूनच, दीर्घकालीन विश्वासार्हता सुनिश्चित करण्यासाठी, संशोधक अप्रत्यक्षपणे बर्फाच्या कपाट्याच्या काठापासून अनेक किलोमीटर अंतरावर असलेल्या संदर्भ रेषेवर बर्फाचा वेग आणि जाडी मोजून हिमखंडाच्या वितळण्यामुळे मोठ्या प्रमाणात नुकसान मोजतात. बर्फाच्या कपाट्याच्या एकूण क्षेत्रफळात आणि जाडीतील बदलांचा वापर बर्फाच्या कपाट्याच्या वस्तुमानात एकूण वाढ किंवा घट निश्चित करण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे बर्फाच्या कपाट्याच्या तळापासून बर्फ वितळण्याचे आणि गायब होण्याचे प्रमाण देखील अंदाजे करता येते.
संशोधनाच्या निष्कर्षांवरून असे दिसून येते की एका वर्षात संपूर्ण अंटार्क्टिक बर्फाच्या कपाटात जमिनीवरून पुरविण्यात आलेले बर्फाचे प्रमाण अंदाजे २.०४९ ट्रिलियन टन होते, तर बर्फाच्या पृष्ठभागावर जमा झालेला बर्फ सुमारे ४४४ अब्ज टन होता. याउलट, बर्फाचे तुकडे बर्फाच्या कपाटांपासून वेगळे झाल्यामुळे बर्फाचे प्रमाण सुमारे १.३२१ ट्रिलियन टन होते, तर उबदार समुद्राच्या पाण्याच्या प्रभावाखाली बर्फाच्या कपाटाच्या तळाशी वितळल्यामुळे बर्फाचे नुकसान सुमारे १.४५४ ट्रिलियन टन होते. शेवटी, संपूर्ण अंटार्क्टिक बर्फाच्या कपाट प्रणालीला वार्षिक सुमारे २८२ अब्ज टन वस्तुमानाचे नुकसान झाले. या नुकसानींमध्ये, बर्फाच्या कपाटाच्या तळाचे वितळण्याचे प्रमाण सरासरी ५२% होते, परंतु त्यात लक्षणीय प्रादेशिक फरक दिसून आला, जो किमान १०% ते कमाल ९०% पर्यंत होता.
रेखांशाच्या आधारे अंटार्क्टिक पाण्याचे चार झोनमध्ये विभाजन करताना असे दिसून आले की पश्चिम अंटार्क्टिक प्रदेशातील पाइन आयलंड आइस शेल्फ आणि क्रोज आइस शेल्फ सारख्या लहान बर्फाच्या शेल्फमध्ये, बर्फाच्या शेल्फचा तळ वितळण्याचा दर सरासरी ७४% होता. याउलट, इतर प्रदेशांमध्ये साधारणपणे ४०% होता. उल्लेखनीय म्हणजे, फिलचनर-रोन आइस शेल्फ (उत्तर आणि नैऋत्य अंटार्क्टिकमध्ये पसरलेले) आणि रॉस आइस शेल्फ (दक्षिण अंटार्क्टिक), जे एकत्रितपणे सर्व अंटार्क्टिक हिमखंडांपैकी सुमारे एक तृतीयांश हिमखंड तयार करतात, त्यांनी बर्फाच्या शेल्फच्या तळाशी वितळण्याचे प्रमाण खूपच कमी, फक्त १७% दाखवले.
अंटार्क्टिकाच्या ९१% बर्फाच्या शेल्फ क्षेत्रफळ व्यापणारे टॉप १० सर्वात मोठे बर्फाचे कवच, अंटार्क्टिकाच्या बर्फाच्या कवचाच्या तळाशी वितळणाऱ्या एकूण क्षेत्रफळाच्या फक्त अर्ध्या भागाचे प्रतिनिधित्व करतात. उर्वरित अर्धे भाग एकूण क्षेत्रफळाच्या फक्त ९% भाग व्यापणाऱ्या लहान बर्फाच्या कवचांवर आढळतात. ही घटना उद्भवते कारण लहान बर्फाचे कवच पश्चिम अंटार्क्टिका समुद्राच्या तुलनेने उष्ण पाण्यात केंद्रित असतात. म्हणूनच, मागील अभ्यासांमध्ये वापरण्यात आलेला दृष्टिकोन - क्षेत्रफळानुसार मोठ्या बर्फाच्या कवचांवर केंद्रित डेटा एक्स्ट्रापोलेट करणे - कदाचित अंटार्क्टिकाच्या बर्फाच्या कवचाच्या तळाशी वितळणाऱ्या एकूण प्रमाणापेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त अंदाज लावत असेल.
प्रति युनिट क्षेत्रफळातील बर्फाच्या शेल्फच्या तळाशी वितळण्याचे प्रमाण तपासले असता, अंटार्क्टिकामध्ये बर्फाच्या शेल्फच्या वितळण्याचे सरासरी प्रमाण दरवर्षी अंदाजे 0.81 मीटर होते. तथापि, प्रादेशिक फरक लक्षणीय होते, 0.07 मीटर ते कमाल 15.96 मीटर पर्यंत. पश्चिम अंटार्क्टिकामधील लहान बर्फाच्या शेल्फमध्ये वितळण्याचे प्रमाण खूप जास्त होते, तर इतर प्रदेशांमध्ये मोठ्या बर्फाच्या शेल्फमध्ये तुलनेने कमी दर दिसून आला. हे फरक बर्फाच्या शेल्फच्या खाली असलेल्या भू-रचनेतील जटिल परस्परसंवादामुळे आणि समुद्राच्या पाण्याच्या तापमान रचनेमुळे उद्भवतात. जमिनीजवळील बर्फाच्या शेल्फखाली वितळणे विशेषतः तीव्र असते, तर समुद्राचे पाणी गोठण्याचे प्रमाण प्रत्यक्षात जमिनीपासून अंतरानुसार वाढते. हे निष्कर्ष पुष्टी करतात की अंटार्क्टिकाच्या बर्फाच्या शेल्फमध्ये उप-बर्फ वितळणे स्थानिक परिस्थिती आणि सागरी वातावरणावर अवलंबून लक्षणीयरीत्या बदलते आणि त्याचा जागतिक समुद्र पातळी वाढ आणि हवामान प्रणालीवर महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो.
