Pine Islandin jäätikön jään hyllyn rift. Luotto: NASA: n kuvakokoelma / Alamy Arkistovalokuva.
Itäisen ja lännen jäälevyjen ja niemimaan välillä Antarktisella on tarpeeksi jäätä nostaakseen maailmanlaajuista merenpinnan tasoa vuoteen XNUMX mennessä noin 60m.
Länsi-Antarktiksen jäälevy (WAIS) on suhteellisen pieni osa ja sisältää jäämää vastaavan määrän 3.3m merenpinnan noususta. Suurin osa siitä on kuitenkin epävarmassa asemassa ja sitä pidetään ”teoreettisesti epävakaa".
Tämän seurauksena yleisesti ajatellaan, miten WAIS muuttuu vasteena ihmisen aiheuttamalle lämpenemiselle suurin epävarmuuden lähde pitkän aikavälin merenpinnan ennusteita varten.
Tämän epävarmuuden kiireellisin osa on ymmärtää, onko jään epävakauden kynnysarvot ylitetty, onko nyt mitattavan perääntymisen tarkoitus jatkaa ja pysyykö nykyään muuttumattomana oleva jää tällä tavalla tulevaisuudessa.
Viimeisimmän tutkimuksen mukaan WAIS-järjestelmän palautumattoman menetyksen kynnysarvo on todennäköisesti välillä 1.5–2C ilmaston lämpenemisestä yli teollisuudenalaa edeltäneen tason. Lämpenemisen jo noin 1.1C ja Pariisin sopimuksen tavoitteena rajoittaa lämpeneminen lämpötilaan 1.5 ° C tai ”selvästi alle 2 ° C”, marginaalit tämän kynnysarvon välttämiseksi ovat todellakin hyvät.
Meri jäälevy
Viimeaikaisten tietojen mukaan erityiskertomus valtamerestä ja kryosfääristä (SROCC) IPCC (IPCC), on olemassa kaksi pääkontrollia, kuinka paljon maailman merenpinnat nousevat tällä vuosisadalla: ihmisten aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt tulevaisuudessa ja kuinka lämpeneminen vaikuttaa Etelämantereen jäätiköihin. IPCC sanoo:
"Vuodesta 2050 eteenpäin epävarmuus ilmastomuutoksen aiheuttamasta järjestelmäkamerasta (merenpinnan noususta) kasvaa huomattavasti päästösuunnitelmien epävarmuustekijöiden ja niihin liittyvien ilmastomuutosten sekä Antarktiksen jäälehden reaktion vuoksi lämpimämpään maailmaan."
WAIS-järjestelmän haavoittuvuuteen liittyvä huolenaihe on pääasiassa jotain nimeltään “meren jäälevyn epävakaus”(MISI) -“ merenkulku ”, koska jäälevyn pohja on merenpinnan alapuolella ja“ epävakaus ”siitä tosiasiasta, että vetäytymisen jälkeen se on itsensä ylläpitävä.
Jäätiköt voidaan ajatella valtavina makean veden säiliöinä. Lumi kerääntyy kylmään sisätilaan, tiivistyy hitaasti jäätikköjääksi ja alkaa sitten virtaa kuin hyvin paksu neste takaisin kohti valtamerta.
Joissakin paikoissa jää saavuttaa rannikon ja kelluu valtameren pinnalla muodostaen jäähylly. Rajaa maan pinnalla (tai merenpohjan tapauksessa merenpohjassa) lepäävän jään välillä kutsutaan ”pohjaviivaksi”. Maadoituslinja on silloin, kun jäälevyyn varastoitu vesi palaa valtamereen. Ja kun se liikkuu merelle päin, sanomme, että jäälevyllä on positiivinen ”massabilanssi” - toisin sanoen se saa enemmän jäämassaa kuin menettää takaisin mereen.
Mutta kun maadoitusviiva palaa, tasapaino on negatiivinen. Negatiivinen jäätelötasapaino merkitsee myönteistä vaikutusta valtamereen ja siten maailmanlaajuiseen merenpintaan.
epävakaisuus
Tämä peruskuva jäälevyn massataseesta on kaikki mitä tarvitset ymmärtääksesi miksi glaciologit ovat huolissaan MISI: stä.
Muutokset maadoituslinjan kelluvalla puolella olevassa jäähyllyssä - kuten oheneminen - voivat aiheuttaa maadoitetun pään jään nousemisen merenpohjasta. Tämän jään kelluessa maadoitusviiva palaa. Koska jää virtaa nopeammin kelluessaan kuin se maadoitettuna, jäävirtausnopeus lähellä maadoituslinjaa kasvaa. Nopeamman virtauksen aiheuttamasta venytyksestä tulee uusi ohennuslähde maadoituslinjan lähellä.
Tätä havainnollistetaan alla olevassa kuvassa. Kun vasta kelluva jää virtaa ja ohenee nopeammin, se voi aiheuttaa enemmän jään nousua ja kellua ajaen maajohdon takaisin.
Lisäksi MISI: n riskialttiilla alueilla on käänteinen tai ”taaksepäin suuntautuva” kaltevuus, mikä tarkoittaa sitä, että se syvenee edelleen sisämaahan. Kun maadoitusviiva palaa edelleen paksumpiin osiin jäälevyä, virtaus kiihtyy, mikä lisää edelleen jäähukkaa. Käänteinen gradientti tekee tästä prosessista itsestään kestävän positiivisen palautteen silmukkana - tämä tekee MISIstä epävakaan.
Esimerkki merijäätelineen epävakaudesta tai MISI: stä. Tukijäähyllyn oheneminen johtaa jäälevyn virtauksen kiihtymiseen ja merillä päätetyn jäämarginaalin ohenemiseen. Koska jääkerroksen alla oleva kallioperä on kalteva kohti jäälevyn sisäosaa, jään oheneminen aiheuttaa pohjaviivan vetäytymisen, jota seuraa mereen suuntautuvan jäävuon lisääntyminen, jäämarginaalin edelleen oheneminen ja pohjaviivan edelleen vetäytyminen. Luotto: IPCC SROCC (2019) Kuva CB8.1a
Vielä ei ole selvää, onko MISI-kynnys ylitetty missä tahansa Etelämannerissa. Tiedämme, että maadoitusviivat palaavat Amundsenin meren rannikkoa pitkin - upeimmin rannikolla Thwaitesin jäätikkö. Ja vetäytymisen veturi näyttää olevan suhteellisen lämmin merivesi - noin 2C lämpimämpi kuin historiallinen keskiarvo - virtaa kohti pohjavirtaa ja aiheuttaa tavallista voimakkaamman sulamisen.
Jos epävakaus ei ole alkanut ja jos valtameren lämpeneminen pysähtyy, maadoituslinjan tulisi löytää uusi tasapainotuspiste uudessa paikassa. Mutta jos se on alkanut, perääntyminen jatkuu riippumatta siitä, mitä tapahtuu seuraavaksi.
Nopeampi virtaus
Vaikka kynnys on ylitetty - tai vaikka se ylitettäisiin tulevaisuudessa - vetäytyminen voi tapahtua eri nopeudella riippuen siitä, kuinka kovaa "työnsimme" aloittaessamme.
Näin se toimii. Epävakaus riippuu voimatasapainosta jäälevyn sisällä. Painovoimasta johtuva voima saa jäätä virtaamaan nopeudella, joka riippuu osittain sen paksuudesta ja pinnan kaltevuudesta.
Suurempi sulamisnopeus kelluvalla puolella ja nopeampi virtaus maadoitusviivan läpi vetää jääpinnan alas nopeammin kuin pienemmät määrät. Nopeampi veto luo jyrkemmän pinnan kaltevuuden ja siten nopeamman virtauksen ja nopeamman vetäytymisen.
A mallinnustutkimus Viime vuonna julkaistusta palautteesta havaittiin, että kun MISI aloitti suuremmalla työntämisellä (suuremmalla sulamisnopeudella), se eteni nopeammin kuin silloin, kun se aloitettiin pienemmällä työntämisellä, jopa ylimääräisen sulamisen poistamisen jälkeen.
Tämä tarkoittaa, että vaikka MISI: tä käytetään, globaalien päästöjen leikkaaminen ja lämpenemisen hidastaminen antavat enemmän aikaa valmistautua seurauksiin.
Jääkalliot
Merijäälevyillä näyttää olevan toinen epävakauden lähde - sellainen, joka tulee peliin, jos jään hyllyt katoavat kokonaan.
Jotkut upeimmista jäätikönmuutoksen kuvista ovat jäävuorta poikimisen - toisin sanoen irtautuminen - merellä päättyvien jäätiköiden voimakkaasti rypistetyiltä rintamilta.
Tämä poikiminen johtuu jäähyllyn alapinnan sulamisesta sekä "Hydro-murtuvat”- missä jäähyllyn pinnalle muodostuva sulavesi imetään jäähän ja aiheuttaa halkeilua - tai näiden kahden yhdistelmä.
Se, kuinka nopeasti poikimiset tapahtuu, riippuu jääkalliotason korkeudesta vesilinjan yläpuolella - mitä korkeampi kallio seisoo veden yläpuolella, sitä suurempi poikimisprosentti on.
Kuten MISI: n kohdalla, merenpohjan laskeva kaltevuus WAIS: n alla tarkoittaa, että kun jääkalliota palaa paksumpaan jäähän, se jatkaa yhä korkeamman kallion paljastamista valtamerelle ja poikimisprosentin on oltava nousussa.
Tätä prosessia, jota kuvataan alla, kutsutaan ”merijään kallion epävakaudeksi” (MICI). Teorian mukaan jos jäätikön kasvot ovat yli 100 metriä merenpinnan yläpuolella, kallio on liian korkea tukemaan omaa painoaan. Siksi se väistämättä romahtaa paljastaen sen takana samankaltaisen korkean kallion, joka myös romahtaa. Ja niin edelleen.
IPCC: n SROCC: n mukaan "Thwaites-jäätikkö on erityisen tärkeä, koska se ulottuu WAIS: n sisätilaan, jossa sänky on paikoin yli 2000 m merenpinnan alapuolella". (Vaikka SROCC toteaa myös, että vaikka MISI vaatii taaksepäin suuntautuvan sängyn kaltevuuden esiintymistä, MICI voi tapahtua jopa tasaisella tai merelle kaltevalla sängyllä.)
Tätä äskettäin tunnistettua prosessia ei ole tutkittu yhtä hyvin kuin MISI: tä, mutta se muuttuu varmasti tulevina vuosina, kun tutkijat seuraavat edelleen nopeasti muuttuvia järjestelmiä, kuten Thwaitesin jäätikkö.
Kuva merijään kallion epävakaudesta. Jos kallio on tarpeeksi korkea (vähintään ~ 800 m jään kokonaispaksuudesta tai noin 100 m jäätä vesilinjan yläpuolella), jyrkytys kallion pinnassa ylittää jään lujuuden, ja kallio epäonnistuu rakenteellisesti toistuvissa poikimisissa. Luotto: IPCC SROCC (2019) Kuva CB8.1b
A luonto Vuonna 2016 tehdyssä MICI: n tutkimuksessa todettiin, että Antarktisilla on "potentiaali myötävaikuttaa yli metrin merenpinnan nousuun vuoteen 2100 mennessä ja yli 15 metrin nousuun vuoteen 2500 mennessä". Uudempi tutkimus päätteli, että tämä on todennäköisesti yliarvioitu, mutta huomautti, että ei ole vielä selvää, mikä rooli MICI: llä voisi olla tällä vuosisadalla. Toisessa tutkimuksessa on myös ehdottanut, että nopeata jäänmenetystä MICI: n kautta voidaan lieventää jäätiköiden hitaammalla menetyksellä, jotka pitävät jäätiköitä takaisin.
Kynnyksen lähellä
Viime vuoden lopulla, a suuri mallinntajajoukkue arvioi erilaisia tutkimuksia jäälevyjen vastauksesta Pariisin ilmastotavoitteeseen pitääkseen keskimääräisen lämpenemisen ”selvästi alle” 2C.
Kaikki mallit osoittavat samaan suuntaan. Nimittäin, että palautumattoman jään menetyksen kynnys sekä Grönlannin jäälevyssä että WAIS-järjestelmässä on jossain välillä 1.5–2C globaalin keskimääräisen lämpenemisen välillä. Ja olemme jo hiukan yli 1C lämpeneminen juuri nyt.
Tämä 1.5-2C-ikkuna on avain "Etelämantereen jään hyllyjen selviytymiseen", katsausartikkelissa selitettiin ja siten niiden "tukeva" vaikutus jäätiköihin, joita he pidättävät.
Sanasto: RCP2.6: RCP (edustavat keskittymispolut) ovat skenaarioita tulevista kasvihuonekaasujen ja muiden pakotteiden pitoisuuksista. RCP2.6 (kutsutaan joskus myös nimellä RCP3-PD) on huipun ja laskun skenaario, jossa tiukat lievennykset.
Toinen kynnysarvo voi olla välillä 2C - 2.7C, kirjoittajat lisäsivät. Tämän maailman lämpötilan nousun tason saavuttaminen voi laukaista ”useampien suurten järjestelmien, kuten Ross ja Ronne-Filchner viemärialueiden, aktivoinnin ja huomattavasti suurempien järjestelmäkameran lisäysten alkamisen”.
Ross ja Ronne-Filchner ovat Antarktikan kaksi suurinta jäähyllyä. Niitä voitaisiin vähentää huomattavasti "100–300 vuoden sisällä", toisessa tutkimuksessa sanoo, skenaarioissa, joissa globaalit päästöt ylittävät RCP2.6-skenaario. Tämän päästöreitin katsotaan yleensä olevan yhdenmukainen lämpenemisen rajoittamisen 2 ° C: seen.
Nämä havainnot viittaavat siihen, että huomattavan Etelämantereen jäähäviön estäminen perustuu maailmanlaajuisten päästöjen rajoittamiseen RCP2.6: een tai sen alapuolelle. Kuten tutkimuksen päätelmissä todetaan: "Näiden kynnysarvojen ylittäminen merkitsee sitoutumista suuriin jäälevymuutoksiin ja järjestelmäkameroihin, joiden toteuttaminen voi kestää tuhansia vuosia ja jotka ovat peruuttamattomia pidemmissä ajassa."
Author
Professori Christina Hulbe, geofysiologi Uuden-Seelannin Otagon yliopiston kansallisen tutkimuskoulun kansallisessa tutkimuskeskuksessa.
Tämä artikkeli on alun perin ilmestynyt Carbon Brief
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.
