Co nás může Antarktida naučit o globální změně klimatu

Jako svědci měnícího se klimatu v průběhu tisíciletí jsou antarktické ledové příkrovy jedinečným záznamem pro studium minulých klimatických změn, které informují o předpovědích o budoucnosti – ale dešifrování klimatické historie kontinentu pro předpovědi o celé planetě vyžaduje nadnárodní spolupráci.

Antarktický ledový příkrov pokrývá 8.3 % zemského povrchu a je největší zásobárnou zmrzlé sladké vody na planetě. Pokud by veškerý led roztál na kapalnou vodu, zvýšilo by to globální hladinu moří o 57.9 m (190 stop) – tomu se říká „ekvivalent hladiny moře“. I když je tento scénář extrémní, ukazuje, kolik vody je v Antarktidě uloženo a jak je důležitá pro naše klima. Antarktické ledové příkrovy jsou termostatem planety a tento termostat je řízen množstvím vody zmrzlé v ledových příkrovech.

Ztráta ledových plátů vytváří negativní zpětnou vazbu. Ledové příkrovy, police a ledovce fungují jako obří odrazné plochy, které odrážejí sluneční světlo zpět do vesmíru. Tím udržují Zemi chladnou (říká se tomu albedo efekt). Ale jak ztrácíme tyto obrovské bílé povrchy, méně slunečního světla se odráží pryč, takže se Země pravděpodobně ohřeje.

Zatímco ztenčování antarktických ledových příkrovů již bylo mimo jiné připisováno zvýšení teploty oceánů, výzkum nadnárodní vědecké výzkumné skupiny ukázal, že oteplování oceánů způsobilo velkou recesi ledových šelfů na Antarktickém poloostrově. posledních 9000 let. Skupina předpokládala účinky zvýšení teploty oceánu o 0.3 °C až 1.5 °C v hloubce 50–400 m pod hladinou moře a navrhla, že se v důsledku toho zvýší tání ledového šelfu.

„Abychom to mohli udělat, museli jsme se připojit k našemu úsilí, protože Antarktida je tak velká a do značné míry neprozkoumaná,“ říká Laura de Santis, mořská geoložka a bývalá vrchní ředitelka Minulá antarktická ledová pokrývka (Pais) výzkumný program. Teprve po Mezinárodním geofyzikálním roce, iniciativě ke zlepšení vědecké spolupráce v Antarktidě, v letech 1957-58 investovalo více zemí peníze do průzkumu Antarktidy. "[Ve vědecké terminologii] máme docela nedávný příběh měření a vědeckého výzkumu v Antarktidě."

V Antarktidě jsou tři ledové příkrovy, přičemž drtivá většina ledu ve Východoantarktickém ledovém příkrovu (EAIS). Tento ledový štít pokrývá většinu antarktické pevniny a má ekvivalent hladiny moře 53.3 m (175 stop), menší západní antarktický ledový štít (WAIS), který shlíží na Amundsenovo moře, a ledový štít Antarktického poloostrova (APIS). , které sahá až k Jižní Americe, mají ekvivalenty hladiny moře 4.3 m (14 stop) a 0.2 m (0.7 stopy).

V centru EAIS sněhových srážek je velmi málo a povrch taje velmi málo. Po většinu roku je tato obrovská rozloha chladná a suchá. Zatímco kolem západního pobřeží je velké množství sněhu a značné tání. Většina ledu se ztrácí na okrajích ledových příkrovů, kde oceán taje a odlamuje kusy ledu v procesu zvaném oceánské vynucování.

Rychlost, s jakou se led ztrácí v oceánu, se zvyšuje. V současné době většina této hromadné ztráty pochází z WAIS. „Ve většině západní Antarktidy teče led přímo do oceánu,“ říká Pippa Whitehouse, geografka, modelářka ledových příkrovů a bývalá hlavní ředitelka Solid Earth Response and influence on Cryospheric Evolution (Serce), dalšího výzkumného programu vedeného Vědecký výbor pro výzkum Antarktidy (JIZVA). „Led sedí na mořském dně, což je skutečně zásadní pro to, jak reaguje na působení klimatu. Jak ohříváme oceán, ten oceán teče těsně vedle ledového příkrovu a rozpouští ho zespodu.“

Ledové police hrají důležitou roli při ochraně Antarktidy.

Jakmile je tato bariéra odstraněna, proudění ledových plátů do oceánu se velmi zrychluje a zvyšuje hladinu moří.

Mořský led a ledové šelfy (rozšíření ledových plátů nad vodou) nemají ekvivalent mořské hladiny. Jelikož už plavou na oceánu, pokud by roztály, nezměnily by hladinu moře (jako tající kostka ledu v nápoji, objem zůstává stejný). Ale ledové police stále hrají důležitou roli při ochraně Antarktidy, říká Whitehouse. Podpírají ledové příkrovy, které se do nich přivádějí, a jakmile je tato bariéra odstraněna, proudění ledových příkrovů do oceánu značně urychluje dodávku vyloděného ledu do oceánu, čímž se zvyšuje hladina moří.

„Pokud o tyto opěry přijdeme, rychlost, jakou budeme ztrácet více ledu z ledových příkrovů, se zvýší,“ říká Whitehouse.

Pais, Serce a další Nestability a prahy v Antarktidě (okamžité) výzkumné programy SCAR sjednotit vědce ze 45 členských zemí, včetně geologů, chemiků, biologů a ekonomů, aby analyzovali interakce oceánů, atmosféry a kryosféry, aby provedli rekonstrukce hmoty ledových příkrovů z minulosti a projekce hmoty ledových příkrovů v budoucnosti.

„Musíme zkombinovat multidisciplinární práci, abychom pochopili citlivost ledových příkrovů na probíhající oteplování klimatu a na ještě větší oteplování, které se očekává v budoucnosti v příštích desetiletích,“ říká de Santis.

Věda naznačuje, že [tání ledového plátu] je nestabilní a potenciálně nevratné v lidských časových měřítcích – Tim Naish

Každý odborník přináší jedinečné výzkumné zájmy, které rozšiřují naše chápání toho, jak změna klimatu ovlivňuje různé systémy. Vrtáním hluboko do zmrzlé antarktické země se objeví zcela nový svět. Asi před 90 miliony let, v období křídy, byla Antarktida bujnou bažinou. Vzorky ze země pod ledem obsahují pyl, výtrusy a kořeny.

Navzdory svému mrazivému vzhledu mořské dno kolem Antarktidy je domovem drobných mikroorganismů. Některé životy dokonce přežívají pod ledem, jako např řasy a tardigrady v subglaciálních antarktických jezerech. Zatímco výzkum v Antarktidě je zaměřen na modelování ledových příkrovů a vliv úbytku ledu na hladiny moří, je zde také domov pro biology a ekology. Jizvy projektů.

Účinky změny klimatu pravděpodobně povedou k větším změnám na zemských pólech, než je celosvětový průměr, v procesu zvaném polární zesílení. Projekt Pais to zjistil polární zesílení se zrychlí, což znamená, že poměr oteplování na pólech ve srovnání se zbytkem světa se zvýší.

„Věda naznačuje, že [tání ledového plátu] je nestabilní a potenciálně nevratné v lidských časových měřítcích,“ říká Tim Naish, paleoklimatolog a hlavní ředitel společnosti Instant. "V satelitních datech a měřeních oceánů vidíme, že tam, kde se oceán kolem pobřeží Antarktidy začíná ohřívat, do tohoto teplého oceánu proudí led a tyto ledové příkrovy se začínají rozpadat."

Naish říká, že dalším krokem je sdělit tuto zprávu šířeji. "Velká část toho, co děláme, je vysvětlování dopadu těchto změn na lidstvo, na společnost."

„Vědecký výzkum už prostě nelze dělat v back office,“ říká Naish. „Musí to být provedeno v koprodukci a společně navrženým způsobem s těmi, kteří tuto vědu také používají. A myslím, že to je něco, co si Scar stále více uvědomuje.“

Tento článek zhodnotili Elvis Bahati Orlendo z International Foundation For Science, Stockholm a Elodie Chabrol z Pint of Science.

Placené a prezentované Mezinárodní vědeckou radou.