Ball Ball: Oamenii de stiinta se indreapta spre viitorul neclar al Antarctiei de Vest din Foretell

5 noiembrie 2007

Foile de gheata ale Antarcticii pareau imune la schimbarile climatice. Acum, oamenii de stiinta nu sunt atat de siguri. Ei se intreaba acum cat de rapid se va topi gheata si cat de rapid va creste nivelul marii.

Expertii din gheata polara au crezut candva gheturile Antarcticii sunt in mare parte imune la schimbarile climatice. Rezultatele cercetarilor din ultimul deceniu au inceput sa-si distruga increderea.

Satelitii au dezvaluit ca straturile de gheata se subtiaza si alunecarea lor glaciara in mare se accelereaza. Miezul de gheata arata ca, uneori, in trecutul geologic, Antarctica era lipsita de gheata. Complicativ, Foaia de gheata din Antarctica de Vest (WAIS), o masa de gheata de dimensiunea Texasului care stocheaza suficienta apa pentru a ridica nivelul marii la nivel global cu 5 metri (aproximativ 17 metri), se sprijina pe stanca sub nivelul marii.

„Nu doar un pic sub nivelul marii, ci la 2.000 de metri sub nivelul marii”, a declarat David Vaughan, un investigator principal al British Antarctic Survey. „Daca nu ar exista o foaie de gheata acolo, acesta ar fi un ocean adanc, adanc ca mijlocul Atlanticului.

Array

Unii oameni de stiinta au teoretizat ca acest lucru face ca WAIS sa fie in mod inestabil instabila. In cazul in care foaia de gheata se retrage dincolo de un anumit punct, un mecanism de feedback pozitiv ar trebui, ar spune, sa conduca la o retragere fugarita care nu s-ar opri pana cand cea mai mare parte a ghetii dispare.

Seria recenta de rapoarte ale Grupului interguvernamental privind schimbarile climatice (IPCC) nu a inclus asemenea predictii indraznete pentru posibila pierdere a ghetii antarctice. Estimarea IPCC a fost ca fluxul de gheata din Antarctica va continua la aceeasi viteza ca in 1993 – 2003, in ciuda unei acceleratii observate de atunci.

Estimarea restrictionata a IPCC cu privire la fluxul de gheata si contributia posibila la cresterea nivelului marii nu a fost, totusi, un semn dezolant. Mai degraba, a reflectat parerea consensului ca schimbarile din Antarctica au fost atat de rapide, stiinta inca nu poate da socoteala pentru ele.

„Modelele folosite pana in prezent nu includ. . . efectele depline ale modificarilor fluxului de straturi de gheata, deoarece lipsesc o baza din literatura de specialitate publicata „, se arata in rapoarte.

Array

„[U] intelegerea acestor efecte este prea limitata pentru a evalua probabilitatea lor sau pentru a oferi cea mai buna estimare sau o limita superioara pentru cresterea nivelului marii.”

Proiectia medie a IPCC este ca marile vor creste 44 de centimetri (17 inci) pana in anul 2050. Asta ar pune 100 de milioane de oameni in fiecare an in pericol de a fi stramutati din casele lor prin inundatii costiere. Daca WAIS s-ar topi in intregime – ceea ce majoritatea expertilor se indoiesc ca se va intampla in viata noastra – marile ar creste de zece ori mai mari.

WAIS-ul va sta pe marginea incalzirii globale? Va scapa treptat, accelerand inundatiile cu miscare lenta a coastelor noastre? Sau se va prabusi in fata ochilor nostri? Si cand stiu sigur oamenii de stiinta?

Oamenii de stiinta de la Institutul de Geofizica si British Antarctic Survey au zburat in 2004 pe Marea Amundsen Embayment cu echipament radar pentru a cartografia patul de sub foaia de gheata.

Aceste intrebari au inspirat o conferinta internationala organizata la Universitatea din Texas la Austin in martie trecuta, co-sponsorizata de Departamentul pentru alimente si afaceri rurale din Marea Britanie si Scoala Jackson de Geostiinte. Desi nu au ajuns la raspunsuri definitive, participantii la Atelierul Antarctica de Vest la Estimarea la nivel de mare (WALSE) au dezvoltat o noua ipoteza pentru a explica observatii recente despre subtiarea stratului de gheata si au trasat un curs pentru cercetarile viitoare care ar putea fi incorporate intr-o noua nationala Initiativa cercetarii polare a fundatiei Science.

Trageti mufa?

Don Blankenship si Jack Holt, cercetatori polari de la Institutul de Geofizica al Scolii Jackson, sunt preocupati in special de Amaysen Sea Embayment, un vast bloc de gheata care constituie o treime din WAIS. Observatii recente din satelit arata ca pragul este cea mai rapida portiune a WAIS. De asemenea, se crede ca contribuie la cresterea nivelului marii ca intregul Gheata Groenlandeza.

Blankenship si Holt au condus jumatatea americana a unui proiect comun intre Institutul pentru Geofizica si Sondajul Antarctic Britanic din 2004 pentru a dezvalui ce se afla sub Embajamentul Marii Amundsen. Folosind avioane cu antene radar legate sub aripi si inregistrand zeci de mii de kilometri de aer in cateva luni, cele doua echipe au putut crea harti topografice detaliate ale rocilor si sedimentelor care formeaza patul pe care se afla kilometri de gheata. Cercetatorii au identificat chiar si lacuri de apa lichida care raman nefrizate din cauza presiunilor enorme ale ghetii de deasupra.

Un rezultat alarmant al acestei lucrari a fost descoperirea faptului ca o parte a talhariei cunoscuta sub numele de ghetarul Thwaites nu numai ca se confrunta cu subtierea accelerata, dar actioneaza si ca un fel de dop in cada de baie.

„Ghetarul Thwaites are acces la restul ghetii”, a spus Blankenship. „Deci, schimbarile se pot propaga spre interior si, intr-adevar, avem o cale de scurgere a intregii gheata din Antarctica de Vest in ocean, prin ghetarul Thwaites.”

Topografia patului de dedesubt nu ofera nicio protectie suplimentara pentru a retine gheata.

„Amploarea merge foarte adanc intr-un drum lung spre interior si ofera chiar si un mecanism pentru a se conecta gheata din partea cealalta a divizarii de gheata”, a spus Holt. „Nu exista un mare impediment acolo. A fost oarecum o surpriza. ”

Venea din adanc

Cercetatorii au fost surprinsi sa descopere adancimea si forma patului de sub Marea Amundsen Embayment oferind putina protectie pentru gheata. Ca un dop intr-o cada, o parte din terasament ar putea actiona ca o bulevarda pentru ca intreaga foaie de gheata a Antarcticii de Vest sa se scurga spre mare. Harta topografica realizata in 2006 din datele colectate de un sondaj geofizic aerian comun UT / Marea Britanie, doi ani mai devreme.

O persoana laica care a auzit ca topirea foii de gheata a Antarcticii de Vest se grabeste ar putea sa nu fie prea surprinzatoare, avand in vedere natura de rutina din ultimii ani de reportaje care descriu modul in care efectul de sera ne incalzeste atmosfera, grabeste sosirea primaverii, topirea ghetarilor si modificarea gamei de plante si animale.

Pentru Antarctica, imaginea emergenta este mult mai complexa decat titlurile. Daca ipotezele unor experti polari precum Blankenship si Holt sunt corecte, Antarctica ar putea semana mai putin cu un bloc de lichefiere a ghetii intr-o sera insorita decat cu o roata intr-o masina complexa Rube Goldberg.

Suprafata Antarcticii este atat de rece si gheata atat de groasa incat cresterea temperaturii aerului din regiune cu cateva grade nu este suficienta pentru a provoca topirea semnificativa. In schimb, oamenii de stiinta au banuit de multa vreme ca apa calda din Marea Amundsen curge sub rafturile de gheata – platforme de gheata plutitoare atasate la gheata impamantata – si le topesc de jos. Aceasta creste viteza de topire curge stratul de gheata impamantat in apa.

Dar este putin probabil ca aceste ape mai calde sa rezulte direct din schimbarile climatice recente. Masurand continutul de oxigen, oceanografii au descoperit ca apa calda care se ridica sub ghetari nu a fost aproape de suprafata marii in ultimele secole. In termenii oceanografului, apa este „veche”. Face parte dintr-o masa cunoscuta sub denumirea de Apa Adanca Circumpolara conectata la Atlanticul de Nord prin banda transportoare din oceanul globetrotting. Aceasta apa se afla la adancime de prea mult timp, cred oamenii de stiinta, pentru ca temperatura sa reflecta incalzirea globala recenta.

Oamenii de stiinta polari care s-au intalnit la Atelierul WALSE de trei zile au stiut ca explicarea acestei imbunatatiri poate merge mult pana la prezicerea viitorului WAIS. Din fericire, atelierul a reunit experti in atmosfera, oceane si gheata – toti actorii critici din aceasta poveste.

O noua ipoteza

Adrian Jenkins, cercetator polar de la British Antarctic Survey si participant la WALSE, a dezvoltat un model de calculator care arata o posibila solutie.

Antarctica este inconjurata de curenti atmosferici care o izoleaza in mare parte de restul climei Pamantului si o mentin mai rece decat ar fi altfel. Modelul lui Jenkins a aratat ca acesti curenti circumpolari, uneori numiti „Westerlies”, „The Screaming 50s” sau „Roaring 40s”, imping de fapt apele de suprafata departe de continent. Acest lucru rezulta din Forta Coriolis, produsul de rotatie al Pamantului care face ca sistemele ciclonice sa se intoarca in sens invers acelor de ceasornic in emisfera nordica si in sensul acelor de ceasornic in emisfera sudica. Pe masura ce apa de suprafata este impinsa, apa adanca calda creste pentru a o inlocui.

Daca curentii atmosferici se grabesc, se trage mai multa apa. Intr-adevar, observatiile indica faptul ca acesti curenti atmosferici s-au extins in ultimele decenii ca raspuns la incalzirea globala. Deci, cresterea locuintei pare probabila.

Nu exista inca suficiente date de observatie pentru a valida aceasta ipoteza. Intr-un singur caz, gheata de mare ingreuneaza ajungerea acolo pentru a face treaba. Expertii polari spun ca misiunile repetate de-a lungul mai multor ani sunt necesare pentru a corela viteza vantului cu structura temperaturii apei.

Blankenship a spus cand a inceput atelierul, mai putin de cinci participanti banuiau aceasta legatura intre atmosfera, ocean si gheata; pana la sfarsit, toti cei 25 au fost de acord ca este cea mai plauzibila explicatie. El a spus ca fiecare persoana este experta intr-una, poate doua domenii.

Preocupari cu privire la stabilitate. Foaia de gheata care acopera Antarctica de Vest este ultima mare gheata marina. Albia sa se afla sub nivelul marii si se inclina in interiorul coastei. Acest profil este bazat pe ghetarul Thwaites, Antarctica de Vest. In panoul superior, foaia de gheata este in echilibru; influxul din ninsori (q) este echilibrat de fluxul de iesire. O retragere mica (panoul inferior) va provoca schimbari atat in ​​flux cat si in iesire. Daca aceste modificari actioneaza pentru a promova o retragere suplimentara, marja de gheata este instabila.

„Dar sa spunem ca schimbarile atmosferice provoaca schimbari in ocean care provoaca schimbari ale ghetii, asta necesita mai multa incredere in sine decat majoritatea oamenilor”, a spus el. „Acest lucru nu s-ar putea intampla decat prin reunirea atator persoane cu seturi de abilitati suprapuse. Rezultatul a fost o surpriza si un moment semnificativ. Cu totii am fost de acord ca acesta este cel mai probabil raspuns. ”

Incotro acum?

In ultima zi a atelierului WALSE, participantii s-au inchis intr-o sala de conferinte si au scos o declaratie de consens, care include starea de cunostinte in domeniul lor, noua ipoteza despre cauza aparitiei, si o lista de provocari care urmeaza. raspunzand la intrebarile restante.

Intr-un proiect de articol pentru revista EOS, participantii au scris o lista ambitioasa de a face pentru comunitatea lor: colectati date oceanografice de baza din Marea Amundsen pentru a incepe graficarea modificarilor care ar putea avea legatura cu topirea straturilor de gheata; creeaza o istorie mai buna a deglaciatiei prin intalnirea miezurilor de sedimente marine si a varstei expunerii la roca; creati modele mai realiste de gheata; modele de cupluri cu modele de foi de gheata; dezvolta instrumente mai bune pentru masurarea echilibrului masic al straturilor de gheata cu sateliti; si restaurarea capabilitatii satelitului care a fost pierduta in 2000 pentru masurarea ratelor de retragere a liniei de la sol. (Linia de impamantare este locul in care o foaie de gheata merge la linia de plutire. In spatele liniei este pamant de gheata, dincolo de aceasta este un raft plutitor de gheata.)

The new IPCC reports on climate change had essentially sidestepped the issue of Antarctica’s potential contribution to sea level rise. The authors pointed out, rightly, that there was just too much uncertainty to make predictions. The workshop participants were able to say, Okay, now what are we going to do about it?

Blankenship said the timing of the workshop was perfect.

“Two months later, we were sitting on the 12th floor of NSF presenting the WALSE conclusions to 30 polar scientists on what to do for the next decade in polar science,” he said.

The National Science Foundation (NSF) had organized the meeting to start charting the course of a new interdisciplinary program called Antarctic Integrated and Systems Science. The program is part of the International Polar Year (2007-2008), a global campaign of polar research.

“There was no forum to work on problems that were that complex and interdisciplinary,” said Blankenship. “And chances are, that will show up in next year’s NSF budget. That’s what WALSE did. That’s what it was intended to do.”

by Marc Airhart

Also See:

International Polar Year (2007-2008)

Cryosphere Studies at the Institute for Geophysics

U.K. and U.S. Polar Experts Urge Improved Monitoring of West Antarctic Ice Sheet to Reduce Uncertainty Over Potential Sea-Level Rise

Modelling Circumpolar Deep Water intrusions on the Amundsen Sea continental shelf, Antarctica