Przez trzy lata naukowcy prowadzili niezwykłe badania pod 740 metrami lodu, zbierając dane, które mogą zmienić nasze rozumienie globalnych zmian klimatycznych. To nie kolejna katastroficzna wizja, ale raczej ważne ostrzeżenie, że nasze modele mogą wymagać poważnych korekt.
Przełomowe badania pod szelfem lodowym Ronne
W styczniu 2015 roku rozpoczęła się niezwykła ekspedycja naukowa. Badacze użyli gorącej wody, aby przewiercić się przez imponującą warstwę lodu szelfowego Ronne, sięgającą 740 metrów grubości. W ten sposób stworzyli unikalną stację badawczą w jednym z najbardziej niedostępnych miejsc na naszej planecie.
Zainstalowane instrumenty przez kolejne trzy lata wykonywały pomiary co dwie godziny, rejestrując temperaturę, zasolenie, prądy oceaniczne oraz zmiany grubości lodu. System zasilany energią słoneczną przesyłał dane satelitarnie, tworząc bezprecedensowy zbiór informacji o procesach zachodzących pod antarktycznym lodem.
Czytaj także: Sensacyjne odkrycie na Antarktydzie Wschodniej. Ukryta sieć pradawnych struktur wpływa na los naszej planety
W miejscu badań zidentyfikowano dwie odrębne masy wodne: wodę szelfową pochodzącą z rejonu Berknera w pobliżu podstawy lodu oraz wodę szelfową z Ronne przy dnie morskim. Najciekawszym odkryciem była wyraźna ciepła warstwa bezpośrednio przy podstawie lodowej pokrywy.
Pływy jako główna siła napędzająca topnienie
Analiza zgromadzonych danych przyniosła zaskakujące wnioski. Pływy oceaniczne okazały się dominującym czynnikiem odpowiedzialnym za topnienie szelfów lodowych, co stawia pod znakiem zapytania dotychczasowe modele prognostyczne. Mechanizm tego procesu jest znacznie bardziej skomplikowany, niż wcześniej zakładano.
Wzrost pływów powoduje intensywne tarcie między wodą a dolną powierzchnią szelfu lodowego, co skutkuje spowolnieniem prądów oceanicznych. To z kolei prowadzi do silnego mieszania wód, które przenosi ciepło bezpośrednio do podstawy lodu, dramatycznie przyspieszając tempo topnienia.
Półdobowe pływy wykazują charakterystyczne pionowe zmiany, od prawie prostoliniowych w środkowej części słupa wody do bardziej okrągłych i obracających się zgodnie z ruchem wskazówek zegara w pobliżu lodu. Ten efekt wynika z wpływu tarcia granicznego na różne komponenty obrotowe systemu.
Cykliczny wzorzec topnienia i jego konsekwencje
Topnienie szelfów lodowych w tym miejscu jest procesem zaskakująco regularnym, który nasila się i słabnie co dwa tygodnie. Ten rytm jest bezpośrednio powiązany z siłą pływów, zmieniającą się w zależności od pozycji Słońca i Księżyca względem Ziemi.
Średnie tempo topnienia podstawowego na stanowisku badawczym wynosiło 1,1-1,2 metra rocznie, ale z istotnymi wahaniami w dwutygodniowym cyklu. Tarcie o podstawę lodu tłumi zarówno średnią prędkość przepływu, jak i fluktuacje pływowe, przy czym tłumienie zmienia się w cyklu syzygijnym.
Luki w obecnych modelach klimatycznych
Obecne modele tempa topnienia nie oddają w pełni, w jakim stopniu mieszanie pływowe i ciepła woda oceaniczna łączą się, aby topić lód. Parametry używane w modelach oceanicznych nie uwzględniają zaobserwowanych efektów tarcia o podstawę lodu na pływ barotropowy, które są zależne od szerokości geograficznej i czasu.
Badacze sugerują, że przyszłe analizy powinny koncentrować się na interakcji między pływami a szelfami lodowymi. To kluczowe dla poprawy dokładności prognoz dotyczących wzrostu poziomu morza.
Znaczenie dla globalnego poziomu morza
Szelfy lodowe pełnią rolę naturalnych barier, zapobiegając swobodnemu spływowi lodowców kontynentalnych do oceanu. Ich funkcja jest kluczowa dla stabilności całego antarktycznego systemu lodowego, co często umyka w dyskusjach o zmianach klimatycznych.
Czytaj także: Antarktyczny lód morski osiągnął historyczne minimum w 2023 roku. To o 36% mniej niż średnia wieloletnia
Bez tych naturalnych barier lodowce lądowe spływałyby do oceanu znacznie szybciej, dramatycznie przyspieszając wzrost poziomu morza. Przykładem takiej niestabilności jest lodowiec Thwaites, który cofa się w tempie 2 kilometrów rocznie, co glacjologowie uznają za tempo alarmujące.
Nowe odkrycia dotyczące wpływu pływów na topnienie mogą wymagać rewizji dotychczasowych prognoz. Jeśli cykliczne wzorce topnienia są silniejsze, niż wcześniej zakładano, skutki dla globalnego poziomu mórz mogą być odczuwalne znacznie wcześniej, niż przewidywano, co powinno skłonić nas do bardziej ostrożnego podejścia do modeli klimatycznych.