Zakaj se taljenje morskega dna intenzivno dogaja pod majhnimi ledenimi policami?

Ta objava na blogu podrobno preučuje, kako visoke temperature morja in oceanski tokovi v zahodnoantarktični regiji koncentrirajo toplo vodo pod majhnimi ledenimi policami, kar pospešuje taljenje, in kaj ta pojav pomeni za spremembe ledenih polic po celotni Antarktiki.

 

Antarktična celina vsebuje ogromno količino ledu, ki bi lahko dvignila svetovno gladino morja za približno 57 metrov, če bi se popolnoma stopila. Med tem ledom se ledene police nanašajo na strukture, kjer se masivna ledena plošča, ki pokriva kopno, debela več kilometrov, pod vplivom gravitacije premika proti obali, del pa se razteza čez kopno in plava na morju. Približno 75 % antarktične obale pokrivajo takšne ledene police, katerih debelina se giblje od 100 metrov do 1,000 metrov, odvisno od regije. Spreminjajoča se masa ledenih polic skozi čas je tesno povezana z globalnim segrevanjem in se obravnava kot ključni element v raziskavah podnebnih sprememb. Med dejavniki, ki povzročajo izgubo ledu z ledenih polic, je količina ledu, ki se odlomi kot ledene gore, relativno dobro opazovana. Vendar pa so podatki o tem, koliko ledu se stopi in izgine s spodnje strani ledene police zaradi vpliva tople morske vode, že dolgo redki. To je zato, ker je spodnja stran ledene police izjemno težko dostopna. Nedavno so spremembe v vetrovnih vzorcih okoli Antarktike omogočile, da je toplejši globoki vodi prodrla pod ledene police, kar je povečalo potrebo po natančnih meritvah tega procesa. Taljenje na dnu ledene police neposredno vpliva na dvig morske gladine okoli Antarktike.
Skupno maso ledene police določajo štirje dejavniki. Prvič, zaloga ledu, ki teče s kopnega in tvori ledeno polico, je ključni dejavnik, ki povečuje njeno maso. Drugič, količina snega, ki se kopiči na površini ledene police, prav tako prispeva k njeni rasti. Nasprotno pa količina ledu, ki se odlomi kot ledene gore in odplava v ocean, zmanjša maso ledene police. Podobno količina ledu, ki se zaradi vpliva tople morske vode tali od dna ledene police, povzroči tudi zmanjšanje ledene police. Skupna sprememba mase ledene police se izračuna na podlagi interakcije teh štirih dejavnikov. Šele pred kratkim je z zbiranjem satelitskih podatkov postalo mogoče te elemente natančno analizirati.
Količina ledu, ki teče s kopnega in tvori ledeno polico, se izračuna z merjenjem hitrosti in debeline ledu na meji, kjer se ledena polica stika s kopnim. Hitrost toka ledu je mogoče izračunati s centimetrsko natančnostjo s primerjavo dveh radarskih slik, ki jih sateliti posnamejo v rednih časovnih intervalih. Debelina ledu se izračuna z merjenjem višine ledu, ki plava na vodni gladini, z uporabo satelitskih višinomerov, nato pa se upošteva vzgon, ki izhaja iz razlike v gostoti med ledom in morsko vodo.
Količina snega, ki se nabira na ledeni polici, se izračuna z združevanjem ledenih jeder, pridobljenih z vrtanjem, z modeli za napovedovanje podnebja, s čimer se doseže relativno visoka natančnost. Količino ledu, izgubljenega kot ledene gore, je mogoče izmeriti na podlagi površine in debeline ledene gore. Vendar pa je v praksi sledenje težavno, ker se ledene gore hitro premikajo in hitro topijo v morski vodi, zaradi česar je natančna kvantifikacija zahtevna. Zato raziskovalci za zagotovitev dolgoročne zanesljivosti posredno izračunajo izgubo mase zaradi odlomitve ledene gore z merjenjem hitrosti in debeline ledu na referenčni črti nekaj kilometrov v notranjosti od roba ledene police. Spremembe celotne površine in debeline ledene police se uporabljajo za določitev skupnega povečanja ali zmanjšanja mase ledene police, kar omogoča tudi oceno količine taljenja in izginjanja ledu z dna ledene police.
Raziskovalne ugotovitve kažejo, da je količina ledu, ki je bila s kopnega dostavljena na celotno antarktično ledeno polico v enem letu, znašala približno 2.049 bilijona ton, medtem ko se je sneg, nakopičen na površini ledene police, nabral približno 444 milijard ton. Nasprotno pa je led, izgubljen zaradi ločitve ledenih gora od ledenih polic, znašal približno 1.321 bilijona ton, medtem ko je led, izgubljen zaradi taljenja na dnu ledene police pod vplivom tople morske vode, znašal približno 1.454 bilijona ton. Navsezadnje je celoten sistem antarktičnih ledenih polic letno izgubil približno 282 milijard ton mase. Med temi izgubami je taljenje dna ledene police predstavljalo povprečno 52 %, vendar je pokazalo znatne regionalne razlike, ki so se gibale od najmanj 10 % do največ 90 %.
Analiza, ki je antarktične vode razdelila na štiri cone glede na zemljepisno dolžino, je pokazala, da je na majhnih ledenih policah, kot sta Pine Island in Croz v zahodnoantarktični regiji, taljenje dna ledene police v povprečju znašalo 74 %. Nasprotno pa se je v drugih regijah taljenje običajno gibalo okoli 40 %. Predvsem na ledeni polici Filchner-Ronne (ki se razteza čez severno in jugozahodno Antarktiko) in Rossovi ledeni polici (Južna Antarktika), ki skupaj proizvajata približno tretjino vseh antarktičnih ledenih gora, se je delež taljenja dna ledene police zelo nizek, in sicer le 17 %.
Deset največjih ledenih polic, ki pokrivajo 91 % površine antarktičnih ledenih polic, predstavlja le približno polovico celotne količine taljenja dna antarktičnih ledenih polic. Preostala polovica se pojavi na majhnih ledenih policah, ki pokrivajo le 9 % celotne površine. Ta pojav nastane, ker so majhne ledene police skoncentrirane v relativno toplejših vodah Zahodnega Antarktičnega morja. Zato je pristop, uporabljen v preteklih študijah – preprosta ekstrapolacija podatkov, osredotočenih na velike ledene police sorazmerno s površino – verjetno znatno precenil celotno količino taljenja dna antarktičnih ledenih polic.
Pri pregledu količine taljenja dna ledene police na enoto površine je bilo povprečje na Antarktiki približno 0.81 metra letno. Vendar so bile regionalne razlike precejšnje, od 0.07 metra do največ 15.96 metra. Majhne ledene police v zahodni Antarktiki so kazale zelo visoke stopnje taljenja, medtem ko so velike ledene police v drugih regijah kazale relativno nizke stopnje. Te razlike so posledica kompleksne interakcije topografije pod ledenimi policami in temperaturne strukture morske vode. Taljenje je še posebej intenzivno pod ledenimi policami blizu kopnega, medtem ko se zmrzovanje morske vode dejansko povečuje z oddaljenostjo od kopnega. Te ugotovitve potrjujejo, da se taljenje pod ledom na antarktičnih ledenih policah bistveno razlikuje glede na lokalne razmere in morsko okolje ter da ima ključnega vpliva na globalni dvig morske gladine in podnebni sistem.

 

O avtorju

Writer

Sem "mačji detektiv" in pomagam izgubljenim mačkam ponovno najti njihove družine.
Ob skodelici kavnega kave s kavo se napolnim z energijo, uživam v sprehodih in potovanjih ter širim svoje misli s pisanjem. Kot blogerka upam, da bodo moje besede v pomoč in tolažbo ponudile drugim, saj svet opazujem natanko in sledim svoji intelektualni radovednosti.