Tutkijat mittasivat Ross-jäähyllyn paksuuden ja sulateosan. toimitetaan, CC BY-ND
Antarktista ympäröivällä valtamerellä on tärkeä rooli mantereen jääpeitteen massatasapainon säätelyssä. Tiedämme nyt, että jään oheneminen, joka vaikuttaa melkein neljäsosa Länsi-Etelämantereen jäätiköstä on selvästi linkitetty valtamereen.
Eteläisen valtameren ja Antarktikan jäälevyn välinen yhteys on jäähyllyissä - satojen metrien paksuisissa jäätikköjäässä sijaitsevissa massiivisissa laakeissa, jotka kelluvat merellä. Jäähyllyt jauhaavat rannikoita ja saaria vastaan ja tukevat maadoitetun jään virtausta. Kun valtameri heikentää jäähyllyjä alhaalta, tämä puristusvaikutus vähenee.
Vaikka jotkut jäähyllyt ohenevat nopeasti, toiset pysyvät vakaina, ja avain näiden erojen ymmärtämiseen on jäähyllyjen alla piilotetut valtameret. Meidän äskettäin julkaistu tutkimus Tutkii meriprosesseja, jotka johtavat maailman suurimman jäähyllyn sulamiseen. Se osoittaa, että usein huomiotta jätetty prosessi ajaa hyllyn avaimen nopean sulamisen.
Jäälevyn valtameren sormenjäljet sulavat
Nopea jäähäviö Antarktikasta liittyy usein ympärymäiseen syväveteen (CDW). Tämä suhteellisen lämmin (+ 1C) ja suolainen vesimassa, jota löytyy 300-metrin alapuolella olevista syvyyksistä Antarktikan ympärillä, voi nopeuttaa sulamista. Esimerkiksi Kaakkois-Tyynellämerellä, Länsi-Antarktisen Amundseninmeren rannikkoa pitkin, CDW ylittää mannerjalustan syvissä kanavissa ja menee jään hyllyyn onteloihin ajaessaan nopea sulaminen ja harvennus.
Mielenkiintoista on, että kaikki jäähyllyt eivät sulaa nopeasti. Suurimmat jäähyllyt, mukaan lukien valtavat Ross- ja Filchner-Ronne -jäätelöt, näyttävät lähellä tasapainoa. Ne on suurelta osin eristetty CDW: stä niitä ympäröivien kylmien vesien avulla.
Satelliittikuva osoittaa, että voimakkaat merituulet ajavat merijää pois luoteis-Ross-jäähyllyltä paljastaen tumman valtameren pinnan. Aurinkolämmitys lämmittää vettä tarpeeksi sulamisen aikaansaamiseksi. Kuva muokattu osoitteesta https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. toimitetaan, CC BY-ND
CDW: n ja kylmähyllyvesien vastakkaiset vaikutukset yhdistettynä niiden jakautumiseen selittävät suuren osan vaihteluista sulamisessa, jota tänään havaitsemme Antarktiksella. Mutta huolimatta jatkuvista pyrkimyksistä koettaa jään hyllyjen onteloita, nämä piilotetut meret ovat edelleen yksi valtamerten vähiten tutkituista osista.
Juuri tässä yhteydessä tutkimuksemme tutkii uutta ja vaikeasti voitettua tietokokonaisuutta merimaantieteellisistä havainnoista ja sulamisasteista maailman suurimmasta jäähyllystä.
Ross-jäähyllyn alla
2011: ssä käytimme 260 metriä syvää porausreikää, joka oli sulanut Rossin jäähyllyn luoteiskulman läpi, seitsemän kilometrin päässä avoimesta valtamerestä, asentaaksemme instrumentteja, jotka valvovat valtameren olosuhteita ja sulamisnopeuksia jään alla. Soittimet pysyivät paikoillaan neljä vuotta.
Havainnot osoittivat, että olosuhteet jäähyllyn alla ovat jatkuvasti muuttumattomia ollessaan hiljaista takaisinvettä. Veden lämpötila, suolapitoisuus ja virtaukset seuraavat vahvaa vuodenajan jaksoa, mikä viittaa siihen, että jäärintaman pohjoispuolella oleva lämmin pintavesi vedetään etelään onteloon kesällä.
Sulanopeudet kiinnityspaikassa keskimäärin 1.8 metriä vuodessa. Vaikka tämä määrä on paljon alhaisempi kuin jäähyllyt, joihin lämmin CDW vaikuttaa, se on kymmenen kertaa korkeampi kuin Ross-jäähyllyn keskimääräinen hinta. Sulanopeuden voimakas kausivaihtelu viittaa siihen, että tämä sulamispiste liittyy kesäkeskukseen.
Antarktista (a) ja Ross-merta (b) ympäröivä kesäinen meren pinnan lämpötila osoittaa voimakasta kausilämpötilaa Ross Sea polynyan alueella. Kuva muokattu osoitteesta https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. toimitetaan, CC BY-ND
Tämän vaikutuksen laajuuden arvioimiseksi käytimme erittäin tarkkaa tutkaa, joka kartoitti perussulamisnopeudet noin 8,000 neliökilometrin alueella kiinnityspaikan ympärillä. Huolelliset havainnot 80-kohteiden ympäristössä antoivat meille mahdollisuuden mitata jääpohjan ja jäähyllyn sisäisten kerrosten pystysuuntaista liikettä yhden vuoden välein. Voimme sitten selvittää, kuinka suuri osa ohennuksesta aiheutui pohjaosan sulamisesta.
Sulaminen oli nopeinta jäärintaman lähellä, missä havaitsimme lyhytaikaisia sulanopeuksia jopa 15 senttimetriä päivässä - useita kertaluokkaa suurempia kuin jäähyllyn keskimääräinen nopeus. Sulanopeudet pienenivät etäisyydellä jään edestä, mutta nopea sulaminen jatkui huomattavasti kiinnityskohdan ulkopuolella. Sulamisen tutkimusalueelta osuus oli noin 20% koko jäähyllyn kokonaismäärästä.
Isompi kuva
Miksi tämä hyllyalue sulaa niin paljon nopeammin kuin muualla? Kuten niin usein tapahtuu meressä, näyttää siltä, että tuulet ovat avainasemassa.
Talvella ja keväällä voimakkaat katabaattiset tuulet leviävät läntisen Ross-jäähyllyn yli ja ajavat merijäää rannikolta. Tämä johtaa merijäättömän alueen muodostumiseen, polynyaan, jossa valtameri altistuu ilmakehälle. Talvella tämä avoimen valtameren alue jäähtyy nopeasti ja merijää kasvaa. Mutta kevään ja kesän aikana tumma valtameren pinta absorboi auringon lämpöä ja lämpenee, muodostaen lämpimän pinta-altaan, jolla on tarpeeksi lämpöä havaitun sulamisen aikaansaamiseksi.
Vaikka havaitsemme sulamisnopeudet ovat paljon alhaisemmat kuin CDW: n vaikutuksesta jäähyllyillä havaitut, havainnot viittaavat siihen, että Ross-jäähyllylle pinnan lämpö on tärkeä.
Koska tämä lämpö liittyy läheisesti pinta - ilmastoon, on todennäköistä, että merijään ennustetut vähenemiset tulevan vuosisadan kuluessa kasvattaa sulatetasoa. Vaikka havaitsemme nopeaa sulamista tasapainottaa tällä hetkellä jään virtaus, jäätikkömallit osoittavat, että tämä on rakenteellisesti kriittinen alue, jossa jäähylly kiinnitetään Ross Islandia vasten. Mahdolliset sulatusnopeuden korotukset voisivat vähentää painoarvoa Ross Islandilta, lisää maalla tapahtuvan jään purkautumista, ja lopulta lisätä merenpinnan tasolle.
Vaikka näistä prosesseista on vielä paljon opittavaa, ja muut yllätykset ovat varmoja, yksi asia on selvä. Meressä on avainasemassa Etelämantereen jäätikön dynamiikassa, ja jotta voimme ymmärtää jäätikön vakauden, meidän on katsottava merelle.
Author
Craig Stewart, merifyysikko, Vesi- ja ilmakehän tutkimuslaitos
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat
Ilmastonmuutos: mitä jokainen tarvitsee tietää
kirjoittanut: Joseph Romm
Olennainen alusta siitä, mikä on aikamme keskeinen kysymys, Ilmastonmuutos: mitä jokainen tarvitsee tietää on selkeä silmäys yleiskatsaus lämpenevän planeettamme tieteestä, konflikteista ja seurauksista. Joseph Romm, National Geographicin tieteellinen neuvonantaja Vuodet elää vaarassa sarja ja yksi Rolling Stonein "100-ihmisistä, jotka muuttavat Amerikkaa", Ilmastonmuutos tarjoaa käyttäjäystävällisiä, tieteellisesti tiukkoja vastauksia vaikeimpiin (ja yleisesti politisoituihin) kysymyksiin, joita ilmasto Lonnie Thompson on pitänyt "selkeänä ja nykyisenä vaarana sivilisaatiolle". Saatavana Amazon
Ilmastonmuutos: globaalin lämpenemisen tiede ja energia-tulevaisuuden toinen painos
esittäjä (t): Jason Smerdon
Tämä toinen painos Ilmastonmuutos on helppokäyttöinen ja kattava opas globaalin lämpenemisen takana olevaan tieteeseen. Hienosti kuvitettu teksti on suunnattu opiskelijoille eri tasoilla. Edmond A. Mathez ja Jason E. Smerdon tarjoavat laajan, informatiivisen johdannon tieteestä, jonka taustalla on ymmärrys ilmastojärjestelmästä ja ihmisen toiminnan vaikutuksista planeetamme lämpenemiseen. Mathez ja Smerdon kuvaavat ilmapiirin ja meren rooleja esitellä ilmastoamme, ota käyttöön säteilytasapainon käsite ja selitä aiemmin tapahtuneet ilmastonmuutokset. Niissä kuvataan myös ihmisen toimintaa, joka vaikuttaa ilmastoon, kuten kasvihuonekaasujen ja aerosolien päästöt ja metsäkadot sekä luonnonilmiöiden vaikutukset. Saatavana Amazon
Ilmastonmuutoksen tiede: käytännön kurssi
Blair Lee, Alina Bachmann
Ilmastonmuutoksen tiede: Hands-On -kurssi käyttää tekstiä ja kahdeksantoista käytännön toimintaa selittää ja opettaa ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen tiedettä, miten ihmiset ovat vastuussa ja mitä voidaan tehdä hidastamaan tai lopettamaan ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen. Tämä kirja on kattava ja kattava opas olennaisesta ympäristökysymyksestä. Tässä kirjassa käsitellyt aiheet ovat: miten molekyylit siirtävät energiaa auringosta ilmakehän lämmittämiseen, kasvihuonekaasut, kasvihuoneilmiö, ilmaston lämpeneminen, teollinen vallankumous, palamisreaktio, palautesilmukat, sään ja ilmaston välinen suhde, ilmastonmuutos, hiilinielut, sukupuutto, hiilijalanjälki, kierrätys ja vaihtoehtoinen energia. Saatavana Amazon
Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ja ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.
