Нове дослідження виявило «відсутню частину головоломки» танення льодовикового щита Західної Антарктики, показавши, що колапс льодовикового щита в регіоні моря Росса можна запобігти, якщо ми будемо дотримуватися шляху з низьким рівнем викидів.
Потенційне глобальне підвищення рівня моря на понад 5 метрів зафіксовано в межах Західно-Антарктичного льодовикового щита, тому розуміння того, чи можуть регіони льодовикового щита, які сьогодні здаються «стабільними», танути в майбутньому, має вирішальне значення для прогнозування того, наскільки і як швидко наші моря піднімуться по всьому світу.
Одним із таких регіонів, який зараз є стабільним, є Сипл-Кост Західної Антарктиди, де річки льоду течуть над континентом і стікають у море Росса. Цей потік льоду сповільнюється шельфовим льодовиком Росса, плаваючою масою льоду розміром майже з Іспанію, яка служить опорою для льодовикових покривів. Порівняно з іншими шельфовими льодовиками в Західній Антарктиді, шельфовий льодовик Росса дуже мало тане біля його основи через дуже холодні океанські води, які проходять через океанські ворота внизу.
Але ця область льодовикового щита не завжди була стабільною. Радіовуглецеве дослідження відкладень з-під крижаного покриву показує, що він відступив (розтанув) на сотні кілометрів приблизно 7000 років тому, а потім знову просунувся (виріс) до свого теперішнього положення протягом останніх 2000 років.
У новому дослідженні GNS Science Te Pū Ao, Te Herenga Waka—Вікторійського університету Веллінгтона та міжнародної групи, включно з Лабораторією реактивного руху NASA, опублікованому в Nature Communications, було використано комп’ютерне моделювання для пояснення цього відступу та просування крижаного покриву. Ці моделювання розглядали, як зміни в океані та земній корі впливають на крижаний покрив.
«Коли ми плануємо майбутню реакцію льодовикового щита, нам доводиться боротися з багатьма невизначеностями щодо того, які процеси керують поведінкою льодовикового щита. Наше дослідження намагалося розгадати, що сталося з льодовиковим щитом Західної Антарктики в цьому регіоні в минулому, щоб краще передбачити, що станеться в майбутньому», — говорить провідний автор, Ден Лоурі, GNS Science, моделюючий льодовий покрив і клімат.
Перемішування в глибинах океану є основним фактором поведінки льодовикового покриву Західної Антарктики
Коли вода на поверхні океану замерзає у вигляді морського льоду, виділяється сіль. Це створює дуже щільну холодну солону воду, яка може проникати глибоко в океан, у тому числі в океанські порожнини, такі як простір під шельфовим льодовиком Росса. Ця густа вода діє як бар’єр між теплішою океанською водою та шельфовим льодовиком, запобігаючи таненню. Але керни антарктичного льоду та геологічні записи показують, що в минулому це змішування океану було слабшим, що означає, що швидкість танення могла бути вищою.
Коли крижаний покрив зменшується в розмірах, зміна льодового навантаження змушує земну кору повільно підніматися у відповідь. Швидкість цього підняття земної кори залежить від в’язкості — або «липкості» — мантії, шару Землі під корою. Підняття земної кори, коли льодовиковий щит відступав тисячі років тому, можливо, знову закріпив плаваючий лід, дозволивши льодовиковому щиту стабілізуватися, а потім знову просуватися.
Порівнюючи геологічні записи з моделюванням течії льодовикового щита за різних сценаріїв «липкості» мантії та швидкості змішування океану, дослідження виявило, що відступ і просування льодовикового щита найкраще пояснюється змінами температури океану, але що швидкість реакції земної кори також впливає на те, наскільки льодовий покрив чутливий до океану. Льодовий покрив, океан і тверда земля взаємодіють і впливають один на одного.
Пом’якшення все ще має значення
Нещодавні дослідження показали, що в іншій частині Західної Антарктиди — затоці моря Амундсена — океанські порожнини під шельфовими льодами вже теплі, танення триває, і подальше танення «неминуче», навіть якщо глобальні викиди зменшаться.
Проте Лоурі каже, що це нове дослідження показує, що все ще можливо запобігти відступу Західно-Антарктичного льодового щита в регіоні Сіпл-Кост.
«Наше моделювання допомогло нам зрозуміти, що спричинило зміни в минулому; ми знаємо, що, зменшивши викиди парникових газів для досягнення мети Паризької угоди, можна обмежити потепління океану до рівнів, які не призведуть до колапсу крижаного покриву. Цей регіон вразливий, але ми ще не досягли цього».
Глобальні кліматичні моделі, які працюють за сценаріями з високим рівнем викидів, показують менше утворення морського льоду та менш глибоке перемішування океану. Це може призвести до такого ж перемикання океану з холодного на теплий і значного відступу крижаного покриву, що спостерігалося тисячі років тому.
Лоурі каже, що моделювання включало ширший діапазон процесів, ніж попередні моделі, наприклад, зміни рівня моря, які відбуваються поблизу крижаного покриву під час його танення через гравітаційне тяжіння крижаного покриву.
«Ми пішли складніше, ми перевірили ці гіпотези більш надійним способом, ніж будь-коли раніше. Це тема, яку наукове співтовариство намагається з’ясувати протягом кількох років; отримання цих результатів — це все одно, що знайти те, що бракує. частина головоломки того, що змушує крижані покриви цокати».