Para saintis mengukur ketebalan dan cair basal dari Ross Ice Shelf. Dibekalkan, CC BY-ND
Lautan yang mengelilingi Antartika memainkan peranan penting dalam mengawal baki massa perlindungan ais benua. Sekarang kita tahu bahawa penipisan ais yang menjejaskan hampir seperempat Lembaran Es Antartika Barat jelas dihubungkan dengan lautan.
Sambungan antara lembaran ais dan lautan Antartika Selatan terletak di rak-ais - papak besar ais glasier, beratus-ratus meter tebal, yang terapung di lautan. Rak ais melambai ke arah pantai dan pulau-pulau dan menumpaskan aliran keluar ais yang mendalam. Apabila lautan menghancurkan rak ais dari bawah, tindakan tegak ini dikurangkan.
Walaupun sesetengah rak es penipisan dengan cepat, yang lain kekal stabil, dan kunci untuk memahami perbezaan ini terletak di dalam lautan tersembunyi di bawah rak ais. Kami baru-baru ini menerbitkan penyelidikan meneroka proses lautan yang memacu pencairan ais di dunia yang terbesar. Ia menunjukkan bahawa proses yang sering diabaikan adalah mencetuskan lebur cepat sebahagian utama rak.
Cap jari lautan pada lembaran ais cair
Kehilangan ais yang cepat dari Antartika sering dikaitkan dengan Air Dalam Lingkungan Circumpolar (CDW). Massa air panas yang agak panas (+ 1C) dan masin, yang terdapat di kedalaman di bawah 300 meter di sekitar Antartika, boleh mencetuskan leburan yang cepat. Sebagai contoh, di tenggara Pasifik, di sepanjang pantai Laut Amundsen Barat Antartika, CDW melintasi rak kontinental di saluran dalam dan memasuki rongga rak ais, memandu lebur cepat dan penipisan.
Menariknya, tidak semua rak ais mencair dengan cepat. Rak ais terbesar, termasuk rak ais Ross dan Filchner-Ronne, kelihatan hampir dengan keseimbangan. Mereka sebahagian besarnya terpencil dari CDW oleh perairan dingin yang mengelilinginya.
Imej satelit menunjukkan angin kencang yang kuat mengusir laut dari jauh dari Ross Ice Shelf barat laut, mendedahkan permukaan laut yang gelap. Pemanasan solar memanaskan air cukup untuk memacu lebur. Rajah diubah dari https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. Dibekalkan, CC BY-ND
Kesan yang berlainan daripada CDW dan perairan sejuk, digabungkan dengan pengedaran mereka, menjelaskan banyak variasi dalam peleburan yang kita perhatikan di sekitar Antartika hari ini. Tetapi walaupun usaha berterusan untuk memeriksa rongga rak ais, laut tersembunyi ini kekal di antara bahagian-bahagian yang paling kurang dieksplorasi lautan Bumi.
Dalam konteks ini, penyelidikan kami menerokai kumpulan dataset baru dan keras yang memantau pemerhatian oseanografi dan kadar lelehan dari rak ais terbesar di dunia.
Di bawah Rak Ais Ross
Di 2011, kami menggunakan lubang lubang meter dalam meter 260 yang telah cair melalui sudut barat-barat dari Ross Ice Shelf, tujuh kilometer dari lautan terbuka, untuk menggunakan instrumen yang memantau keadaan laut dan mencairkan kadar di bawah ais. Instrumen ini kekal di tempat selama empat tahun.
Pemerhatian menunjukkan bahawa jauh dari air belakang yang tenang, keadaan di bawah rak ais sentiasa berubah. Suhu air, salinitas dan arus mengikuti kitaran bermusim yang kuat, yang menunjukkan bahawa air permukaan hangat dari utara depan ais ditarik ke arah selatan ke dalam rongga semasa musim panas.
Kadar lelehan di tapak tambatan purata 1.8 meter setahun. Walaupun kadar ini jauh lebih rendah daripada rak ais yang dipengaruhi oleh CDW yang hangat, ia sepuluh kali lebih tinggi daripada kadar purata bagi Rak Ais Ross. Kebolehubahan bermusim yang kuat dalam kadar cair mencadangkan bahawa hotspot lebur ini dikaitkan dengan aliran masuk musim panas.
Suhu permukaan laut musim panas di sekitar Antartika (a) dan di Laut Ross (b) menunjukkan pemanasan bermusim yang kuat di dalam Laut Rossnya polynya. Rajah diubah dari https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. Dibekalkan, CC BY-ND
Untuk menilai skala kesan ini, kami menggunakan radar ketepatan tinggi untuk memetakan kadar cair basal di seluruh wilayah sekitar 8,000 kilometer persegi di sekitar tapak tambatan. Pemerhatian yang berhati-hati di sekitar tapak 80 membolehkan kita mengukur pergerakan menegak asas ais dan lapisan dalaman dalam rak ais sepanjang selang satu tahun. Kita kemudian dapat menentukan berapa banyak penipisan itu disebabkan oleh pencairan basal.
Lebur adalah terpantas berhampiran dengan ais di mana kita melihat kadar cair jangka pendek sehingga 15 centimeters per hari - beberapa pesanan magnitud lebih tinggi daripada kadar purata rak ais. Kadar meleleh dikurangkan dengan jarak dari depan ais, tetapi lebur cepat diperluas jauh melampaui kawasan tambak. Leburan dari kawasan kajian menyumbang kira-kira 20% daripada jumlah keseluruhan dari rak ais.
gambar yang lebih besar
Kenapa ranting kawasan ini jauh lebih pantas daripada tempat lain? Seperti yang sering berlaku di lautan, nampaknya angin memainkan peranan utama.
Semasa musim sejuk dan musim bunga, angin katabatic kuat menyapu salur ais Ross Barat dan memacu ais laut dari pantai. Ini membawa kepada pembentukan kawasan yang bebas dari ais laut, polnya, di mana lautan terdedah kepada atmosfera. Semasa musim sejuk, kawasan laut terbuka ini menyejukkan dengan cepat dan es laut berkembang. Tetapi semasa musim bunga dan musim panas, permukaan laut yang gelap menyerap haba dari matahari dan menghangatkan, membentuk kolam permukaan yang hangat dengan haba yang mencukupi untuk memacu lebur yang diperhatikan.
Walaupun kadar lelehan yang kita amati jauh lebih rendah daripada yang dilihat di rak ais yang dipengaruhi oleh CDW, pemerhatian menunjukkan bahawa untuk Rak Ais Ross, haba permukaan adalah penting.
Memandangkan haba ini berkait rapat dengan iklim permukaan, ia mungkin bahawa meramalkan pengurangan dalam ais laut dalam abad yang akan datang akan meningkatkan kadar cair basal. Walaupun pencairan pesat yang kita perhatikan kini seimbang dengan aliran masuk ais, model glasier menunjukkan bahawa ini adalah kawasan kritis struktur di mana rak ais disematkan terhadap Pulau Ross. Sebarang kenaikan kadar lelehan boleh mengurangkan tekanan dari Pulau Ross, meningkatkan pelepasan ais berasaskan darat, dan akhirnya menambah paras laut.
Walaupun masih banyak belajar tentang proses-proses ini, dan kejutan yang lebih pasti, satu perkara yang jelas. Lautan memainkan peranan penting dalam dinamik lembaran ais Antartika dan untuk memahami kestabilan lembaran ais yang harus kita lihat ke lautan.
Tentang Pengarang
Craig Stewart, Fizik Marin, Institut Penyelidikan Air dan Atmosfera Kebangsaan
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku-buku yang berkaitan
Perubahan Iklim: Apa Yang Harus Anda Ketahui Setiap Orang
oleh Joseph Romm
Buku asas penting mengenai apa yang akan menjadi isu penentu masa kita, Perubahan Iklim: Apa Yang Harus Diketahui Semua Orang adalah gambaran menyeluruh tentang sains, konflik, dan implikasi dari planet pemanasan kami. Dari Joseph Romm, Ketua Penasihat Sains untuk National Geographic Tahun Hidup Berbahaya siri dan salah satu daripada "100 Rolling Stone yang mengubah Amerika," Perubahan iklim menawarkan jawapan yang mesra pengguna dan saintifik terhadap soalan yang paling sukar (dan biasa dipolitikkan) yang mengelilingi ahli klimatologi Lonnie Thompson sebagai "bahaya yang jelas dan terkini terhadap tamadun." Tersedia di Amazon
Perubahan Iklim: Sains Pemanasan Global dan edisi Edisi Edisi Kedua kami
oleh Jason Smerdon
Edisi kedua ini Perubahan iklim adalah panduan yang boleh diakses dan komprehensif kepada sains di sebalik pemanasan global. Dengan ilustrasi yang indah, teks itu ditujukan kepada pelajar di pelbagai peringkat. Edmond A. Mathez dan Jason E. Smerdon menyediakan pengantar yang luas dan informatif kepada sains yang mendasari pemahaman kita mengenai sistem iklim dan kesan aktiviti manusia terhadap pemanasan planet kita. Mathez dan Smerdon menerangkan peranan bahawa atmosfer dan lautan bermain dalam iklim kita, memperkenalkan konsep keseimbangan sinaran, dan menerangkan perubahan iklim yang berlaku pada masa lalu. Mereka juga memperinci aktiviti manusia yang mempengaruhi iklim, seperti gas rumah hijau dan pelepasan aerosol dan penebangan hutan, serta kesan fenomena alam. Tersedia di Amazon
Sains Perubahan Iklim: Kursus Hands-On
oleh Blair Lee, Alina Bachmann
Sains Perubahan Iklim: Kursus Hands-On menggunakan teks dan lapan belas aktiviti tangan untuk menjelaskan dan mengajar sains pemanasan global dan perubahan iklim, bagaimana manusia bertanggungjawab, dan apa yang boleh dilakukan untuk memperlahankan atau menghentikan kadar pemanasan global dan perubahan iklim. Buku ini adalah panduan lengkap dan komprehensif untuk topik persekitaran yang penting. Subjek yang terkandung dalam buku ini termasuk: bagaimana molekul memindahkan tenaga dari matahari untuk memanaskan atmosfera, gas rumah hijau, kesan rumah hijau, pemanasan global, Revolusi Perindustrian, tindak balas pembakaran, gelung maklum balas, hubungan antara cuaca dan iklim, perubahan iklim, sinki karbon, kepupusan, jejak karbon, kitar semula, dan tenaga alternatif. Tersedia di Amazon
Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, and ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.
