Steve Rintoul, Pengarang disediakan
Antartika menetapkan pentas untuk air terjun terhebat di dunia. Tindakan itu berlaku di bawah permukaan lautan. Di sini, bertrilion tan air sejuk, padat, kaya oksigen mengalir keluar dari pelantar benua dan tenggelam ke kedalaman yang sangat dalam. "Air bawah" Antartika ini kemudian merebak ke utara di sepanjang dasar laut dalam arus laut dalam, sebelum perlahan-lahan naik, beribu-ribu kilometer jauhnya.
Dengan cara ini, Antartika memacu rangkaian global arus lautan yang dipanggil "peredaran terbalik" yang mengagihkan semula haba, karbon dan nutrien ke seluruh dunia. Pembalikan itu penting untuk memastikan iklim Bumi stabil. Ia juga merupakan cara utama oksigen sampai ke lautan dalam.
Tetapi terdapat tanda-tanda peredaran ini semakin perlahan dan ia berlaku beberapa dekad lebih awal daripada yang diramalkan. Kelembapan ini berpotensi untuk mengganggu hubungan antara pantai Antartika dan lautan dalam, dengan akibat yang mendalam terhadap iklim Bumi, paras laut dan kehidupan marin.
Kami penyelidikan baru, yang diterbitkan hari ini dalam jurnal Nature Climate Change, menggunakan pemerhatian dunia sebenar untuk menguraikan bagaimana dan mengapa lautan dalam di sekitar Antartika telah berubah sejak tiga dekad yang lalu. Pengukuran kami menunjukkan peredaran terbalik telah perlahan hampir satu pertiga (30%) dan paras oksigen lautan dalam semakin berkurangan. Ini berlaku lebih awal daripada model iklim diramalkan.
Kami mendapati pencairan ais Antartika mengganggu pembentukan air dasar Antartika. Air cair menjadikan perairan permukaan Antartika lebih segar, kurang tumpat, dan oleh itu kurang berkemungkinan tenggelam. Ini meletakkan brek pada peredaran terbalik.
Sekarang itulah air terjun: air padat yang mengalir dari pelantar benua ke lautan dalam di Laut Ross. Konsortium untuk Pemodelan Ais Laut-Laut di Australia (COSIMA) dan Infrastruktur Pengiraan Kebangsaan.
Mengapa perkara ini?
Apabila aliran air dasar menjadi perlahan, bekalan oksigen ke lautan dalam berkurangan. Lapisan air bawah yang kaya dengan oksigen yang mengecut kemudiannya digantikan dengan perairan yang lebih panas yang lebih rendah oksigen, seterusnya mengurangkan tahap oksigen.
Haiwan laut, besar dan kecil, bertindak balas terhadap perubahan kecil dalam oksigen. Haiwan laut dalam disesuaikan dengan keadaan oksigen yang rendah tetapi masih perlu bernafas. Kehilangan oksigen boleh menyebabkan mereka mencari perlindungan di kawasan lain atau menyesuaikan tingkah laku mereka. Model mencadangkan kita terkunci kepada penguncupan persekitaran "berdaya maju" yang tersedia untuk haiwan ini dengan jangkaan penurunan sehingga 25%.
Perlambatan terbalik mungkin juga memperhebatkan pemanasan global. Peredaran terbalik membawa karbon dioksida dan haba ke lautan dalam, di mana ia disimpan dan tersembunyi dari atmosfera. Apabila kapasiti penyimpanan lautan berkurangan, lebih banyak karbon dioksida dan haba tertinggal di atmosfera. Maklum balas ini mempercepatkan pemanasan global.
Pengurangan dalam jumlah air dasar Antartika yang mencapai dasar lautan juga meningkat paras laut kerana air suam yang menggantikannya mengambil lebih banyak ruang (pengembangan haba).
Penyegaran air rak mengurangkan aliran air pekat dan melambatkan bahagian terdalam peredaran terbalik sambil juga mengurangkan pengoksigenan dalam. Kathy Gunn, Pengarang disediakan
Tanda-tanda perubahan yang membimbangkan
Membuat pemerhatian air dasar adalah mencabar. Lautan Selatan adalah terpencil dan rumah kepada angin terkuat dan ombak terbesar di planet ini. Akses juga dihadkan oleh ais laut semasa musim sejuk, apabila air dasar terbentuk.
Ini bermakna pemerhatian di Lautan Selatan yang dalam adalah jarang. Namun begitu, pengukuran kedalaman penuh berulang yang diambil dari pelayaran kapal telah memberikan gambaran tentang perubahan yang sedang berlaku di lautan dalam. Lapisan air bawah ialah semakin hangat, kurang padat dan nipis.
Data satelit menunjukkan lapisan ais Antartika adalah mengecut. Pengukuran laut yang diambil di hilir kawasan cair cepat menunjukkan air cair adalah mengurangkan kemasinan (dan kepadatan) perairan pantai.
Kehilangan jisim ais Antartika sejak beberapa dekad lalu berdasarkan data satelit, menunjukkan bahawa antara 2002 dan 2020, Antartika menurunkan purata ~150 bilion tan metrik ais setahun, menambahkan air cair ke lautan dan menaikkan paras laut (Sumber: NASA ).
Tanda-tanda ini menunjukkan perubahan yang membimbangkan, tetapi masih tiada pemerhatian langsung tentang peredaran terbalik dalam.
Apa yang kita buat?
Kami menggabungkan pelbagai jenis pemerhatian dengan cara baharu, mengambil kesempatan daripada setiap kekuatan mereka.
Pengukuran kedalaman penuh yang dikumpul oleh kapal memberikan syot kilat kepadatan lautan, tetapi biasanya diulang kira-kira sekali dalam sedekad. Instrumen bertambat, sebaliknya, menyediakan pengukuran ketumpatan dan kelajuan yang berterusan, tetapi hanya untuk masa yang terhad di lokasi tertentu.
Kami membangunkan pendekatan baharu yang menggabungkan data kapal, rekod tambatan dan simulasi berangka resolusi tinggi untuk mengira kekuatan aliran air dasar Antartika dan jumlah oksigen yang diangkut ke lautan dalam.
Kajian kami memberi tumpuan kepada lembangan dalam di selatan Australia yang menerima air dasar dari beberapa sumber. Sumber-sumber ini terletak di hilir input air cair yang besar, jadi rantau ini berkemungkinan memberikan amaran awal tentang perubahan lautan dalam akibat iklim.
Penemuan yang menarik. Sepanjang tiga dekad, antara 1992 dan 2017, peredaran terbalik rantau ini perlahan hampir satu pertiga (30%) menyebabkan kurang oksigen untuk sampai ke dalam. Kelembapan ini disebabkan oleh penyegaran berhampiran Antartika.
Kami mendapati penyegar ini mengurangkan ketumpatan dan isipadu air dasar Antartika yang terbentuk, serta kelajuan ia mengalir.
Kelembapan yang diperhatikan akan menjadi lebih besar jika tidak kerana peristiwa iklim jangka pendek yang mendorong a pemulihan separa dan sementara pembentukan air dasar. Pemulihan, didorong oleh peningkatan kemasinan, menggambarkan lagi sensitiviti pembentukan air dasar terhadap perubahan kemasinan di pelantar benua Antartika.
Yang membimbangkan, pemerhatian ini menunjukkan bahawa perubahan diramalkan akan berlaku pada tahun 2050 sedang dijalankan.
Pemanasan lautan abyssal didorong oleh kelembapan terbalik Antartika, Kredit: Matthew England dan Qian Li.
Apa selepas ini?
Kehilangan ais dari Antartika dijangka berterusan, malah semakin pantas, apabila dunia semakin panas. Kami adalah hampir pasti untuk melepasi 1.5? ambang pemanasan global menjelang 2027.
Lebih banyak kehilangan ais bermakna lebih segar, jadi kita boleh menjangkakan kelembapan dalam peredaran dan kehilangan oksigen dalam akan berterusan.
Akibat kelembapan tidak akan terhad kepada Antartika. Peredaran terbalik meluas ke seluruh lautan global dan mempengaruhi kadar perubahan iklim dan kenaikan paras laut. Ia juga akan mengganggu dan merosakkan hidupan marin.
Penyelidikan kami menyediakan satu lagi sebab untuk bekerja lebih keras - dan lebih cepat - untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau.
Mengenai Pengarang
Kathy Gunn,, CSIRO; Matthew England, Profesor Scientia dan Timbalan Pengarah Pusat Kecemerlangan ARC Australia dalam Sains Antartika (ACEAS), UNSW Sydney, dan Steve Rintoul, Rakan CSIRO, CSIRO
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
Masa Depan yang Kami Pilih: Menghadapi Krisis Iklim
oleh Christiana Figueres dan Tom Rivett-Carnac
Penulis, yang memainkan peranan penting dalam Perjanjian Paris mengenai perubahan iklim, menawarkan pandangan dan strategi untuk menangani krisis iklim, termasuk tindakan individu dan kolektif.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Bumi yang Tidak berpenghuni: Kehidupan Selepas Pemanasan
oleh David Wallace-Wells
Buku ini meneroka kemungkinan akibat perubahan iklim yang tidak terkawal, termasuk kepupusan besar-besaran, kekurangan makanan dan air, serta ketidakstabilan politik.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Kementerian untuk Masa Depan: Sebuah Novel
oleh Kim Stanley Robinson
Novel ini membayangkan dunia yang hampir akan datang bergelut dengan kesan perubahan iklim dan menawarkan visi bagaimana masyarakat boleh berubah untuk menangani krisis.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Di Bawah Langit Putih: Sifat Masa Depan
oleh Elizabeth Kolbert
Penulis meneroka kesan manusia terhadap alam semula jadi, termasuk perubahan iklim, dan potensi penyelesaian teknologi untuk menangani cabaran alam sekitar.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Pengeluaran: Rancangan Paling Komprehensif yang Pernah Dicadangkan untuk Membalik Pemanasan Global
disunting oleh Paul Hawken
Buku ini membentangkan pelan komprehensif untuk menangani perubahan iklim, termasuk penyelesaian daripada pelbagai sektor seperti tenaga, pertanian dan pengangkutan.
