Вчені виміряли товщину та базальний розплав льодового шельфу Росса. Поставляється, CC BY-ND
Океан, який оточує Антарктиду, відіграє вирішальну роль у регулюванні балансу маси льодового покриву континенту. Зараз ми знаємо, що стоншення льоду майже не впливає чверть Західного Антарктичного крижаного аркуша чітко пов'язаний з океаном.
Зв'язок між Південним океаном та льодовим покривом Антарктиди лежить у крижаних шельфах - масивних плитах льодовикового льоду, товщиною багатьох сотень метрів, що плавають океаном. Крижані полиці перетинають берегові лінії та острови і підсилюють відтік заземленого льоду. Коли океан розмиває крижані полиці знизу, ця зміцнювальна дія зменшується.
Хоча деякі крижані шельфи швидко стоншуються, інші залишаються стабільними, і ключ до розуміння цих відмінностей лежить у прихованих океанах під крижаними шельфами. Наші нещодавно опубліковані дослідження досліджує океанські процеси, які зумовлюють танення найбільшого в світі льодового шельфу. Це показує, що часто не помічений процес викликає швидке плавлення ключової частини полиці.
Відбитки океану на крижаному листі тануть
Швидкі втрати льоду з Антарктиди часто пов'язані з навколоземною глибокою водою (CDW). Ця відносно тепла (+ 1C) і солона водна маса, яка знаходиться на глибинах нижче метрів 300 навколо Антарктиди, може призвести до швидкого танення. Наприклад, у південно-східному Тихому океані, уздовж узбережжя Амундсенового моря Західної Антарктиди, CDW перетинає континентальний шельф у глибоких каналах і заходить у порожнини льодового шельфу, рухаючись швидке плавлення і проріджування.
Цікаво, що не всі крижані полиці швидко тануть. Найбільші крижані полиці, включаючи великі крижані полиці Росса та Фільхнера-Рона, виявляються близькими до рівноваги. Вони значною мірою ізольовані від CDW холодними водами, які їх оточують.
З супутникового зображення видно, що сильні морські вітри відводять морський лід від північно-західного льодового шельфу Росса, оголюючи темну поверхню океану. Сонячний нагрів нагріває воду достатньо, щоб рухати танення. Малюнок змінено з https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. Поставляється, CC BY-ND
Контрастний вплив ТПВ та холодних шельфових вод у поєднанні з їх розповсюдженням пояснює велику мінливість у плавленні, яке ми спостерігаємо сьогодні навколо Антарктиди. Але, незважаючи на постійні зусилля з дослідження льодового шельфу, ці приховані моря залишаються одними з найменш досліджених частин земного океану.
Саме в цьому контексті наше дослідження досліджує новий і важко виграний набір океанографічних спостережень та швидкості танення з найбільшого льодового шельфу в світі.
Під льодовим шельфом Росса
У 2011 ми використовували глибинну свердловину 260, яка була розплавлена через північно-західний кут льодового шельфу Росса, в семи кілометрах від відкритого океану, для розгортання приладів, які відстежують стан океану та швидкості танення під льодом. Інструменти залишалися на місці протягом чотирьох років.
Спостереження показали, що далеко не тиха задня вода, умови під льодовим шельфом постійно змінюються. Температура води, солоність і течії супроводжуються сильним сезонним циклом, що говорить про те, що тепла поверхнева вода з півночі льодового фронту втягується на південь у порожнину.
Норма плавлення на причальному майданчику в середньому 1.8 метрів на рік. Хоча цей показник значно нижчий, ніж крижані полиці, на які впливає теплий CDW, він вдесятеро вищий за середній показник для льодового шельфу Росса. Сильна сезонна мінливість швидкості танення говорить про те, що ця гаряча точка танення пов'язана з літнім притоком.
Літня температура моря навколо Антарктиди (а) та в Россовому морі (б), що демонструє сильне сезонне потепління в поліні Росського моря. Малюнок змінено з https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. Поставляється, CC BY-ND
Для оцінки масштабу цього ефекту ми використовували високоточний радіолокатор для відображення рівня базального розплаву в районі близько 8,000 квадратних кілометрів навколо місця причалу. Ретельне спостереження на місцях 80 дозволило нам виміряти вертикальний рух льодової основи та внутрішніх шарів всередині льодового шельфу протягом одного року. Тоді ми могли б визначити, яка частина стоншення була викликана базальним плавленням.
Танення було найшвидшим біля льодового фронту, де ми спостерігали короткочасні темпи розплаву до 15 сантиметрів на день - на кілька порядків вище середнього показника льодового шельфу. Швидкість розплаву зменшувалася в міру віддалення від льодового фронту, але швидке танення виходило далеко за межі місця причалу. Танення з регіону обстеження становило близько 20% від загальної кількості льодового шельфу.
Велика картина
Чому ця область шельфу плавиться так швидше, ніж деінде? Як це часто буває в океані, виявляється, що вітри відіграють ключову роль.
Взимку і навесні сильні катабатичні вітри проносяться через західний льодовий шельф Росса і виганяють морський лід від узбережжя. Це призводить до утворення зони, вільної від морського льоду, поліні, де океан піддається атмосфері. Взимку ця зона відкритого океану швидко остигає і росте морський лід. Але протягом весни та влітку темна поверхня океану поглинає тепло від сонця і зігріває, утворюючи теплий поверхневий басейн з достатньою кількістю тепла, щоб рухати спостережуване танення.
Хоча показники плавлення, які ми спостерігаємо, набагато нижчі, ніж ті, що спостерігаються на льодових полицях під впливом CDW, спостереження дозволяють припустити, що для льодового шельфу Росса важливе значення має поверхневе тепло.
Враховуючи, що ця спека тісно пов'язана з поверхневим кліматом, ймовірно, що передбачили скорочення морського льоду протягом найближчого століття збільшуватимуться показники базального розплаву. Хоча швидке танення, яке ми спостерігали, в даний час врівноважується припливом льоду, моделі льодовиків показують, що це структурно критична область, де крижаний шельф притиснутий до острова Росса. Будь-яке збільшення швидкості розплаву може зменшити зменшення розміру з острова Росс, посилення скиду наземного льоду, і в кінцевому рахунку додати до рівня моря.
Хоча дізнатися про ці процеси ще багато, і подальші сюрпризи певні, одне зрозуміло. Океан відіграє ключову роль у динаміці крижаного покриву Антарктиди, і щоб зрозуміти стійкість крижаного покриву, ми повинні дивитися до океану.
про автора
Крейг Стюарт, морський фізик, Національний інститут водних та атмосферних досліджень
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Суміжні книги
Зміна клімату: що потрібно знати усім
Джозеф Ромм
Найважливіший буквар щодо того, що буде визначальним питанням нашого часу, Зміна клімату: що потрібно знати усім® це чіткий огляд науки, конфліктів та наслідків нашої планети, що потеплішає. Від Джозефа Ромма, головного наукового радника National Geographic's Роки життя небезпечно серіал та один із "100 людей, які змінюють Америку" Rolling Stone " Зміна клімату пропонує корисні для користувача наукові суворі відповіді на найскладніші (і зазвичай політизовані) питання, що стосуються того, що кліматолог Лонні Томпсон вважав "очевидною та теперішньою небезпекою для цивілізації". Доступний на Amazon
Зміна клімату: Друге видання "Наука про глобальне потепління та наше енергетичне майбутнє"
Джейсон Смердон
Це друге видання Зміна клімату є доступним і всебічним посібником для науки, що стоїть за глобальним потеплінням. Вишукано проілюстровано, текст орієнтований на студентів на різних рівнях. Едмонд А. Матез та Джейсон Е. Смердон дають широке інформативне вступ до науки, яка лежить в основі нашого розуміння кліматичної системи та впливу людської діяльності на потепління нашої планети. Матес і Смердон описують ролі атмосфери та океану граємо в нашому кліматі, вводимо поняття радіаційного балансу та пояснюємо зміни клімату, що відбувалися в минулому. Вони також детально описують діяльність людини, яка впливає на клімат, такі як викиди парникових газів та аерозолів та вирубка лісів, а також наслідки природних явищ. Доступний на Amazon
Наука про зміну клімату: практичний курс
автор Блер Лі, Аліна Бахман
Наука про зміну клімату: практичний курс використовує текст та вісімнадцять практичних заходів пояснити та викладати науку про глобальне потепління та зміни клімату, про те, як люди несуть відповідальність та що можна зробити, щоб уповільнити чи зупинити темпи глобального потепління та зміни клімату. Ця книга є повним, вичерпним посібником з важливої екологічної теми. Тематика цієї книги включає: як молекули передають енергію від сонця для нагрівання атмосфери, парникових газів, парникового ефекту, глобального потепління, промислової революції, реакції горіння, зворотного зв'язку, взаємозв'язку між погодою та кліматом, зміною клімату, раковини вуглецю, вимирання, слід вуглецю, переробка та альтернативна енергія. Доступний на Amazon
Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, і ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.
