Przód wycielenia lodowca Totten Glacier. Esmee van Wijk / CSIRO

Antarktyda już teraz odczuwa ciepło zmian klimatu szybkie topienie i wycofywanie się lodowców w ciągu ostatnich dziesięcioleci.

Utrata masy lodowej z Antarktydy i Grenlandii stanowi około 20% w obecnym tempie globalny wzrost poziomu morza. Ta utrata lodu jest przewidywany wzrost w nadchodzącym stuleciu.

Niedawny artykuł na temat konwersacji podniósł pojęcie „punkty krytyczne klimatu”: Progi w systemie klimatycznym, które po przekroczeniu prowadzą do istotnych i nieodwracalnych zmian.

Taki punkt krytyczny klimatu może wystąpić w wyniku coraz szybszego spadku pokrywy lodowej Antarktydy, co prowadzi do szybkiego wzrostu poziomu mórz. Ale jaki jest ten próg? A kiedy to osiągniemy?

Jak wygląda punkt krytyczny?

Lodowiec Antarktydy jest dużą masą lodu, w niektórych miejscach o grubości do 4 km, i jest uziemiony na skale. Lód ogólnie płynie z wnętrza kontynentu w kierunku brzegów, przyspieszając z biegiem czasu.

Tam, gdzie pokrywa lodowa styka się z oceanem, duże sekcje połączonych półek lodowych - lodowych - zaczynają unosić się. Te ostatecznie topią się od podstawy lub cielą się jak góry lodowe. Cały arkusz jest uzupełniany przez gromadzenie się śniegu.

Pływające półki z lodem działają jak korek w butelce wina, spowalniając pokrywę lodową, która płynie w kierunku oceanów. Jeśli półki lodowe zostaną usunięte z systemu, pokrywa lodowa gwałtownie przyspieszy w kierunku oceanu, powodując dalszą utratę masy lodowej.

Punkt krytyczny występuje, gdy utracona zostanie zbyt duża część szelfu lodowego. W niektórych lodowcach może to spowodować nieodwracalne odwrót.

Gdzie jest punkt krytyczny?

Jednym ze sposobów zidentyfikowania punktu krytycznego jest ustalenie, ile lodu z Antarktydy może stracić i skąd, bez znaczącej zmiany całkowitego przepływu lodu.

Ostatnie badania wykazały, że 13.4% lodu na szelfie Antarktyki - rozmieszczonego regionalnie na całym kontynencie - nie odgrywa aktywnej roli w przepływie lodu. Ale usunięcie tego „pasma bezpieczeństwa” spowodowałoby znaczne przyspieszenie pokrywy lodowej.

Antarktyczne półki lodowe zostały przerzedzanie w ogólnym tempie około 300 km sześciennych rocznie między 2003 i 2012 i przewiduje się, że jeszcze bardziej się rozrzedzi w 21st wieku. To przerzedzenie przesunie szelf lodowy Antarktydy w kierunku punktu krytycznego, w którym może nastąpić nieodwracalne zapadnięcie się szelfu lodowego i wzrost poziomu mórz.

Jak przewidzieć, kiedy to nastąpi?

Niektóre obszary zachodniej Antarktydy mogą być już blisko punktu krytycznego. Na przykład półki lodowe wzdłuż wybrzeża Morza Amundsen i Bellingshausen są najszybciej przerzedzane i mieć najmniejsze „pasma bezpieczeństwa” ze wszystkich szelfów lodowych Antarktydy.

Aby przewidzieć, kiedy „pas bezpieczeństwa” lodu może zostać utracony, musimy przewidzieć zmiany w przyszłości. Wymaga to lepszego zrozumienia procesów usuwania lodu z pokrywy lodowej, takich jak topienie u podstawy półek lodowych i wycielanie się góry lodowej.

Topnienie pod lodowymi szelfami jest głównym źródłem utraty lodu na Antarktydzie. Jest on napędzany przez kontakt między cieplejszymi wodami morskimi a spodem szelfów lodowych.

Aby dowiedzieć się, ile lodu zostanie utracone w przyszłości, wymagana jest wiedza o tym, jak szybko ocieplają się oceany, gdzie płyną te cieplejsze wody, rola atmosfery w modulowaniu tych interakcji. To złożone zadanie wymagające modelowania komputerowego.

Przewidywanie, jak szybko szelfy lodowe rozpadają się i tworzą góry lodowe, jest mniej zrozumiałe i jest obecnie jedną z największych niepewności w związku z utratą masy Antarktydy. Znaczna część lodu utracona, gdy cielęta gór lodowych występują w sporadycznym uwalnianiu niezwykle duże góry lodowe, które mogą mieć kilkadziesiąt, a nawet setki kilometrów średnicy.

Trudno dokładnie przewidzieć, kiedy i kiedy jak często odrywają się duże góry lodowe. Wciąż opracowywane są modele, które mogą odtwarzać to zachowanie.

Naukowcy aktywnie badają te obszary, opracowując modele pokryw lodowych i oceanów, a także badając procesy powodujące utratę masy z Antarktydy. Badania te muszą łączyć długoterminowe obserwacje z modelami: symulacje modeli mogą być następnie ocenione i ulepszone, co wzmocni naukę.

Związek między pokrywami lodowymi, oceanami, lodem morskim i atmosferą jest jednym z najmniej zrozumiałych, ale najważniejszych czynników w punkcie krytycznym Antarktydy. Zrozumienie tego lepiej pomoże nam przewidzieć, o ile podniesie się poziom mórz, i ostatecznie, w jaki sposób możemy się dostosować.