Przód lodowca Thwaites to postrzępiony, wysoki klif. David Vaughan/Brytyjski Antarctic Survey
Lecąc nad Antarktydą, trudno zrozumieć, o co to całe zamieszanie. Niczym gigantyczny tort weselny, szron ze śniegu na szczycie największej na świecie pokrywy lodowej wygląda gładko i bez skazy, pięknie i idealnie biało. Powierzchnię pokrywają małe wiry wydm śnieżnych.
Ale kiedy zbliżasz się do krawędzi pokrywy lodowej, pojawia się poczucie ogromnej ukrytej mocy. Na powierzchni pojawiają się pęknięcia, czasami zorganizowane jak tarka, a czasami kompletny chaos iglic i grzbietów, odsłaniających bladoniebieskie, krystaliczne serce lodu poniżej.
W miarę jak samolot leci niżej, skala tych przerw stale rośnie. To nie tylko szczeliny, ale kaniony na tyle duże, by połknąć odrzutowiec, czy iglice wielkości pomników. Pojawiają się klify i łzy, rozdarcia w białym kocu, co wskazuje na siłę, która może rzucać blokami lodu, jak wiele rozbitych samochodów w pileupie. To pokręcony, podarty, poszarpany krajobraz. Pojawia się również poczucie ruchu, w sposób, którego nie jest w stanie oddać żadna wolna od lodu część Ziemi – cały krajobraz jest w ruchu i pozornie nie jest z tego powodu zbyt szczęśliwy.
Antarktyda to kontynent składający się z kilku dużych wysp, z których jedna jest wielkości Australii, wszystkie pochowane pod Warstwa lodu o grubości 10,000 XNUMX stóp. Lód zawiera wystarczającą ilość świeżej wody, aby podnieść poziom morza o prawie 200 stóp.
Jej lodowce zawsze były w ruchu, ale pod lodem zachodzą zmiany, które mają głębokie efekty w sprawie przyszłości pokrywy lodowej – i przyszłości społeczności przybrzeżnych na całym świecie.
Łamanie, przerzedzanie, topienie, zapadanie się
Na Antarktydzie pracuję. Jak polarny naukowiec Odwiedziłem większość obszarów lądolodu podczas ponad 20 podróży na kontynent, zabierając ze sobą czujniki i stacje pogodowe, wędrując przez lodowce lub mierząc prędkość, grubość i strukturę lodu.
Obecnie jestem amerykańskim naukowcem-koordynatorem dużego międzynarodowego wysiłku badawczego nad najbardziej ryzykownym lodowcem Antarktydy – więcej o tym za chwilę. Ostrożnie przekraczałem szczeliny, ostrożnie deptałem po twardym, smaganym wiatrem, niebieskim lodzie i jeździłem całymi dniami po najbardziej monotonnym krajobrazie, jaki możesz sobie wyobrazić.
Przez większość ostatnich kilku stuleci pokrywa lodowa była stabilna, o ile może to stwierdzić polarna nauka. Nasza zdolność do śledzenia, ile lodu wypływa każdego roku i ile śniegu spada na wierzch, sięga wstecz tylko kilka dekad, ale to, co widzimy, to pokrywa lodowa, która był prawie w równowadze jeszcze w latach 1980..
Na początku zmiany w lodzie następowały powoli. Góry lodowe odrywały się, ale lód został zastąpiony nowym odpływem. Całkowite opady śniegu niewiele się zmieniły od wieków – to wiedzieliśmy z patrząc na rdzenie lodowe – ogólnie rzecz biorąc, przepływ lodu i wysokość pokrywy lodowej wydawały się tak stałe, że głównym celem wczesnych badań lodu na Antarktydzie było znalezienie miejsca, które uległo dramatycznej zmianie. 66 Północ przez Unsplash
Mapa Antarktydy widziana z góry, w większości pokrywa lodowa, pokazuje prędkość przepływu lodu. Lodowiec Thwaites jest po lewej stronie. NASA Goddard Space Flight Center Naukowe Studio Wizualizacji
Ale teraz, gdy otaczające powietrze i ocean nagrzewają się, obszary pokrywy lodowej Antarktyki, które były stabilne od tysięcy lat łamią się, przerzedzają, topiąlub w niektórych przypadkach zawalenie się w stos. Gdy te krawędzie lodu reagują, wysyłają silne przypomnienie: gdyby nawet niewielka część pokrywy lodowej całkowicie wpadła do morza, skutki dla wybrzeży świata byłyby poważne.
Jak wielu geologów, myślę o tym, jak wygląda Ziemia pod tą częścią, którą widzimy. Dla Antarktydy oznacza to myślenie o krajobrazie pod lodem. Jak wygląda zakopany kontynent – i jak ta skalista piwnica kształtuje przyszłość lodu w ocieplającym się świecie?
Wizualizacja świata pod lodem
Ostatnie wysiłki na rzecz łączyć dane z setek badań samolotowych i naziemnych dały nam coś w rodzaju mapa kontynentu pod lodem. Ujawnia dwa bardzo różne krajobrazy, podzielone przez Góry Transantarktyczne.
We Wschodniej Antarktydzie, części bliższej Australii, kontynent jest nierówny i pofałdowany, z kilka małych pasm górskich. Niektóre z nich mają alpejskie doliny, pocięte przez pierwsze lodowce, które utworzyły się na Antarktydzie 30 milionów lat temu, kiedy jej klimat przypominał klimat Alberty lub Patagonii. Większość podłoża skalnego Antarktydy Wschodniej znajduje się nad poziomem morza. To tutaj zawalił się szelf lodowy Conger wielkości miasta pośród niezwykle intensywnej fali upałów w marcu 2022.
Pod lodem ostatnie badania zmapowały podłoże skalne Antarktydy i wykazały, że większość zachodniej strony znajduje się poniżej poziomu morza. Mapa łóżek2; Fretwell 2013
Na Antarktydzie Zachodniej podłoże skalne jest znacznie inne, z częściami, które są znacznie głębsze. Ten obszar był kiedyś dnem oceanu, regionem, w którym kontynent był rozciągnięty i podzielony na mniejsze bloki z głębokim dnem morskim pomiędzy nimi. Duże wyspy zbudowane z wulkanicznych pasm górskich są połączone grubą warstwą lodu. Ale lód tutaj jest cieplejszy i porusza się szybciej.
Jeszcze 120,000 XNUMX lat temu, obszar ten był prawdopodobnie otwartym oceanem – i na pewno tak ostatnie 2 miliony lat. To ważne, ponieważ nasz dzisiejszy klimat jest szybko zbliżające się temperatury jak te sprzed kilku milionów lat.
Świadomość, że w przeszłości zniknęła pokrywa lodowa Antarktyki Zachodniej, jest powodem wielkiego niepokoju w erze globalnego ocieplenia.
Wczesne etapy odosobnienia na dużą skalę
W pobliżu wybrzeża Antarktydy Zachodniej znajduje się duży obszar lodu zwany Lodowiec Thwaites. Jest to najszerszy lodowiec na ziemi, mający 70 mil średnicy, osuszający obszar prawie tak duży jak Idaho.
Satelita dane nam mówią że jest w wczesne etapy odosobnienia na dużą skalę. Wysokość powierzchni spada każdego roku nawet o 3 stopy. Na wybrzeżu utworzyły się ogromne pęknięcia, a wiele dużych gór lodowych zostało dryfujących. Lodowiec płynie ponad milę rocznie, a prędkość ta prawie się podwoiła w ciągu ostatnich trzech dekad.
Dwie dekady danych satelitarnych pokazują najszybszą utratę lodu w pobliżu lodowca Thwaites. NASA.
Obszar ten został wcześnie odnotowany jako miejsce, w którym lód może stracić przyczepność do podłoża. Region został nazwany „słabe podbrzusze” lądolodu.
Niektóre z pierwsze pomiary głębokości lodu, wykorzystując echosondowanie radiowe, wykazało, że centrum Antarktydy Zachodniej miało podłoże skalne sięgające półtorej mili poniżej poziomu morza. Obszar przybrzeżny był płytszy, z kilkoma górami i nieco wyższym terenem; ale szeroka przepaść między górami leżała w pobliżu wybrzeża. To tutaj lodowiec Thwaites spotyka się z morzem.
Ten wzór, z głębszymi stosami lodu wysoko w pobliżu środka pokrywy lodowej i płytszymi, ale wciąż niskim podłożem skalnym w pobliżu wybrzeża, jest receptą na katastrofę – aczkolwiek bardzo powolną katastrofę.
Lód płynie pod własnym ciężarem – coś, czego nauczyliśmy się w szkole średniej, ale zastanów się teraz. Z bardzo wysokim i bardzo głębokim lodem w pobliżu centrum Antarktydy, istnieje ogromny potencjał szybszego przepływu. Dzięki temu, że jest płytszy przy krawędziach, przepływ jest powstrzymywany – krusząc się na podłożu skalnym, gdy próbuje wyjść, i mając krótszą kolumnę lodu na wybrzeżu, wyciskającą go na zewnątrz.
Jak cieplejsza woda podkopuje lodowiec.
Gdyby lód cofnął się wystarczająco daleko, cofający się front wyszedłby z „cienkiego” lodu – wciąż prawie 3,000 stóp grubości – do grubszego lodu w kierunku środka kontynentu. Na wycofującej się krawędzi lód płynąłby szybciej, ponieważ lód jest teraz grubszy. Płynąc szybciej, lodowiec ściąga lód za sobą, pozwalając mu unosić się na wodzie, powodując więcej odwrotu. To jest znane jako pętla pozytywnego sprzężenia zwrotnego – cofanie się prowadzące do grubszego lodu z przodu lodowca, co przyspiesza przepływ, co prowadzi do większego cofania się.
Ocieplenie wody: Atak od dołu
Ale jak miałoby się rozpocząć to odosobnienie? Do niedawna Thwaites niewiele się zmienił, odkąd był najpierw zmapowany w latach czterdziestych. Na początku naukowcy sądzili, że wycofanie się będzie wynikiem cieplejszego powietrza i topnienia powierzchni. Ale przyczyna zmian w Thwaites widoczna w danych satelitarnych nie jest tak łatwa do zauważenia z powierzchni.
Pod lodemJednak w momencie, gdy pokrywa lodowa po raz pierwszy unosi się z kontynentu i zaczyna wystawać nad oceanem jako pływający szelf lodowy, przyczyna odwrotu staje się oczywista. Tutaj woda oceaniczna znacznie przekracza temperaturę topnienia erodująca podstawa lodu, wymazując go jak kostkę lodu, znikałby podskakując w szklance wody.
Ogrzewająca się woda dociera pod lodowiec i eroduje go od dołu. Scambos i inni 2017
Woda, która jest zdolna do topienia nawet od 50 do 100 stóp lodu rocznie, spotyka się tutaj z krawędzią pokrywy lodowej. Erozja ta umożliwia szybszy przepływ lodu, napierając na pływającą półkę lodową.
Szelf lodowy jest jedną z sił powstrzymujących lądolód. Ale ciśnienie z lodu lądowego jest powoli łamiąc tę płytkę lodową. Jak deska pęka pod zbyt dużym ciężarem, tworzy ogromne pęknięcia. Kiedy ustępuje – i mapowanie pęknięć i prędkości przepływu sugeruje, że to już za kilka lat – będzie to kolejny krok, który pozwoli szybciej płynąć lód, zasilając pętlę sprzężenia zwrotnego.
Do 10 stóp wzrostu poziomu morza
Patrząc wstecz na pokryty lodem kontynent z naszego tegorocznego obozu, jest to otrzeźwiający widok. Ogromny lodowiec, płynący w kierunku wybrzeża i rozciągający się od horyzontu do horyzontu, wznosi się aż do środka pokrywy lodowej Antarktyki Zachodniej. Wyczuwalne jest uczucie, że lód opada na wybrzeże.
Lód to wciąż lód – nie porusza się tak szybko, bez względu na to, co go napędza; ale ten gigantyczny obszar zwany Antarktydą Zachodnią może wkrótce rozpocząć wielowiekowy upadek, który doda do 10 stóp do poziomu morza. W ten sposób tempo podnoszenia się poziomu mórz wzrosłoby kilkakrotnie, stwarzając duże wyzwania dla osób mających udziały w nadmorskich miastach. To znaczy prawie wszyscy.
O autorze
Teda Scambosa, starszy naukowiec, CIRES, Uniwersytet Colorado Boulder
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Przyszłość, którą wybieramy: przetrwanie kryzysu klimatycznego
autorstwa Christiany Figueres i Toma Rivetta-Carnaca
Autorzy, którzy odegrali kluczową rolę w porozumieniu paryskim w sprawie zmian klimatu, przedstawiają spostrzeżenia i strategie radzenia sobie z kryzysem klimatycznym, w tym działania indywidualne i zbiorowe.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Ziemia niezamieszkana: życie po ociepleniu
David Wallace-Wells
Ta książka bada potencjalne konsekwencje niekontrolowanych zmian klimatu, w tym masowe wymieranie, niedobór żywności i wody oraz niestabilność polityczną.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Ministerstwo dla przyszłości: powieść
autorstwa Kima Stanleya Robinsona
Ta powieść przedstawia świat niedalekiej przyszłości zmagający się ze skutkami zmian klimatu i oferuje wizję tego, jak społeczeństwo może się zmienić, aby stawić czoła kryzysowi.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Pod białym niebem: natura przyszłości
Elżbieta Kolbert
Autor bada wpływ człowieka na świat przyrody, w tym zmiany klimatyczne, oraz potencjał rozwiązań technologicznych w odpowiedzi na wyzwania środowiskowe.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Awaria: najbardziej kompleksowy plan, jaki kiedykolwiek zaproponowano, aby odwrócić globalne ocieplenie
pod redakcją Paula Hawkena
Ta książka przedstawia kompleksowy plan przeciwdziałania zmianom klimatycznym, w tym rozwiązania z różnych sektorów, takich jak energetyka, rolnictwo i transport.
