Вчені пояснюють, чому крижані покриви зменшуються швидше, ніж ростуть

Вчені вже давно зрозуміли з досліджень крижаного керна, що розтопити льодовиковий щит легше, ніж заморозити його. Нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі The Cryosphere, розкриває частину причини: «пористість» льоду.

У дослідженні використовується фізична чисельна модель для оцінки впливу потепління і похолодання на фірн, пористий шар між снігом і льодовиковим льодом, по всьому льодовиковому щиту Гренландії. Меган Томпсон-Мансон, аспірантка CIRES і ATOC, очолила дослідження разом зі своїми консультантами: Джен Кей (CIRES) та Бредом Марклом (INSTAAR).

«Кількість змін, які відбуваються в шарі фірнових порід внаслідок потепління і похолодання, не однакова за величиною, — сказала Меган Томпсон-Мансон. «Якщо ми подивимося на тисячі або мільйони років, то побачимо асиметричну поведінку льодовикового покриву в цілому: льодовиковий покрив може швидко танути, але для його зростання потрібен тривалий час. Виявлена нами асиметрія фірнового покриву є маленьким шматочком цієї головоломки».

Роль фірна у стабільності льодовикового покриву

Фірн покриває близько 90 відсотків льодовикового покриву Гренландії, розташованого на більших висотах, де разом зі снігом він покриває сотні метрів льоду і діє як буфер проти підвищення рівня моря, що робить його невід’ємною частиною збереження арктичних льодовиків в умовах потепління клімату. Фірн пористий і губчастий, що дозволяє воді проходити крізь нього до шару твердого льоду, де вона може замерзати, додаючи до існуючого льодовикового покриву, замість того, щоб стікати в океан.

У цьому дослідженні вчені виявили, що потепління швидко змінює здатність фірн зберігати талу воду, а зниження температури може не допомогти фірн повністю відновитися, як сподівалися вчені.

«Потепління виснажує те, що ми називаємо «повітряним вмістом» або «пористістю» фірни, — каже Томпсон-Мансон. «Отже, ви втрачаєте більше пористості через потепління, ніж можете відновити через охолодження. І це важливо, тому що цей пористий фірн може буферизувати внесок льодовикового покриву в підвищення рівня моря».

Революційні дослідження фірнових дерев

Щоб зрозуміти, як фірн реагує на потепління і похолодання, команда використовувала фізичну комп’ютерну модель під назвою SNOWPACK і зосередилася на одній змінній — температурі. Це дослідження є першим у своєму роді у двох аспектах. По-перше, дослідники вивчали вплив як потепління, так і похолодання на гренландські фірни. По-друге, дослідження охопило весь льодовиковий щит, тоді як попередні роботи зосереджувалися на менших географічних територіях.

«Льодовиковий щит Гренландії втрачає масу при потеплінні швидше, ніж набирає її при похолоданні», — сказав Кей. «Ключовим досягненням цього дослідження є те, що фірн Гренландії сприяє цій асиметричній реакції на потепління більше, ніж на похолодання».

Томпсон-Мансон зазначила, що дослідження піднімає важливе питання щодо геоінженерії та можливості зупинити потепління Землі. Будь-які геоінженерні концепції, спрямовані на зниження температури в Арктиці, можуть не зберегти лід і сніг настільки ефективно, як це уявлялося; ступінь охолодження має перевищувати ступінь потепління, щоб допомогти фірнам і льодовикам повернутися до нормального стану.

«Щоб повернутися до початкових умов, нам доведеться охолодити набагато більше або почати змінювати інші змінні, — каже Томпсон-Мансон. «Важко змінити те, що ми вже зробили».